1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

前言

化学反应进行的完全程度与反应物料在反应器内的停留时间的长短有关，时间越长，反应进行得越完全，可见，研究反应物料在反应器内的停留时间分布具有重要的意义。连续釜式反应器是化学工业中普遍存在的，虽然混合效率通常不理想，但也是一种重要的反应器。为了解决罐中混合性能与理想状态的偏差，我们测其停留时间并与理想反应器进行比较。比较的结果有利于分析罐子的缺点和改进的搅拌机设计。实验室中，通过流体示踪实验，可以测定物料流体的停留时间分布。虽然，示踪实验可以测定流动特性，但实验需要消耗一定成本，并且在不同操作条件和工业化生产规模下，实验结果可能偏离实际情况^[1]。计算流体动力学（cfd）很大程度上替代了耗资巨大的流体动力学实验设备，在科学研究和工程技术中产生巨大的影响。最近几年报道了很多对于不同领域反应器的停留时间分布的研究，此外，研究朝着理解在不同转速下的内部流动机理，并在数值上预测rtd，计算流体动力学（cfd）软件fluent，成为提供复杂流体现象视觉信息和进行反应器设计和性能测定的强大工具，fluent引入可视化流场和模拟罐中的rtd。借助cfd，流动行为以及它们对混合效率的影响可以被确定并且，罐内浓度分布，温度分布和功耗等也能确定。因此，cfd工具已被用于预测搅拌罐内停留时间分布流动行为特征、混合时间和功耗等。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

该课题是实验与模拟的结合，验证实验方法与模拟方法都能达到同样的效果，并通过模拟来优化实验。

实验中以发酵罐为反应器，水力停留时间的测定主要依靠示踪技术，本实验采用kcl溶液为示踪剂，通过其输入和输出响应来建立一个反应器内流动相对的混合情况。

运用fluent软件，采用计算流体力学(cfd)模拟示踪实验，将模拟结果与实验对比，并在此基础上进行优化。