新型膜布气环流反应器流动与传质研究的开题报告

新型膜布气环流反应器流动与传质研究的开题报告一、研究背景与意义膜布气环流反应器（MBBR）是一种新型的生物处理系统，具有高处理效率、管道简洁、占地面积小等优点，因此在水源净化、废水处理等方面得到广泛应用。然而，MBBR中气液两相流动的传质机制目前仍需进一步研究，尤其是对于反应器内的传质行为和反应效果的影响，有待深入探究。本研究旨在针对MBBR中气液两相流动的传质机制进行研究，揭示其传质行为和反应效果的影响规律，为MBBR系统的性能优化和应用推广提供重要参考。二、研究内容本研究主要包括以下几个方面的内容：（1）MBBR反应器内气液两相流动和传质机制的数值模拟分析，研究反应器内的流动特性、液相压降、液相流速等参数对传质行为的影响。（2）设计和建立MBBR实验系统，采用改进的传质测量方法，对MBBR反应器的气液两相流动和传质机制进行实际测试和分析。（3）利用实验数据对数值模拟分析的结果进行验证和修正，探究液相压降、气液体积分数、氧气传递率、耗氧量等参数与反应器性能之间的关系。三、研究方法和技术路线本研究将采用数值模拟与实验相结合的方法，在ANSYSFluent和实验室建立的MBBR系统中对气液两相流动和传质机制进行研究。具体技术路线如下：（1）建立MBBR反应器的三维模型，并进行网格划分。（2）对MBBR反应器的气液两相流动和传质机制进行数值模拟分析，考虑液相压降、流速分布、气液体积分数等参数对传质行为的影响。（3）设计和建立MBBR实验系统，开展反应器内气液两相流动和传质机制的实际测试。（4）利用实验数据对数值模拟分析的结果进行验证和修正，寻找液相压降、气液体积分数、氧气传递率、耗氧量等参数与反应器性能之间的关系。四、预期成果本研究预期将对MBBR反应器中气液两相流动和传质机制进行深入探讨，并从动态反应角度研究MBBR反应器的性能，为MBBR系统的设计和运行优化提供理论基础和实际应用推广参考。同时，本研究还将提供适用于MBBR系统的改进传质测量方法，为此类反应器的研究和开发提供技术支持。五、工作计划本研究的工作计划分为以下三个阶段：（1）阶段一：文献调研和试验系统建立（3个月）1.通过文献调研和资料收集，对MBBR反应器及其应用领域做深入了解和分析。2.基于文献分析和实际需求，设计和建立MBBR实验系统，准备开展相关试验。（2）阶段二：数值模拟和实验测试（6个月）1.利用ANSYSFluent建立MBBR反应器的数值模型，并进行网格划分和模拟。2.利用设计好的MBBR实验系统，开展气液两相流动和传质机制实际测试，并获取相关数据和结果。（3）阶段三：数据分析、结果验证和论文撰写（6个月）1.对数值模拟和实验数据进行分析和处理，寻找液相压降、气液体积分数、氧气传递率、耗氧量等参数与反应器性能之间的关系。2.验证数值模拟和实验测试结果的一致性和可靠性，并撰写研究论文。六、预算和资源需求按照本研究的工作计划和方案设计，预算和资源需求如下：（1）设备和器材费用：10万元人民币。包括MBBR实验系统建立和运行所需的设备、仪器和耗材等。（2）材料和文献费用：5万元人民币。包括文章发表、会议参会、专家咨