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折流式旋转床(RZB)微观混合和液-液传质性能及其应用研究的开题报告
一、选题背景
折流式旋转床(RZB)作为一种新型的旋转床，具有微尺度混合和液-液传质性能优越的特点。其运转过程中，由于壁面折流以及旋转的一定频率，使液相能够在不同方向下进行剪切和混合，从而实现微观混合，并加速反应速率。此外，床内环境温度恒定、压力稳定、流体分布均匀等特点，使其在化工、生物制药、环保等领域有广泛应用前景。
二、选题内容
本研究计划围绕折流式旋转床(RZB)的微观混合性能和液-液传质性能，开展以下研究内容：
1.床内流体动力学研究：通过计算流体力学(CFD)数值模拟，分析不同操作条件下床内流体动力学特性，包括床内流量分布、壁面剪切力和平均剪切力等。并对结果进行实验验证。
2.微观混合性能研究：运用流场可视化等手段，研究床内流体微观混合状态，探究旋转频率和液体流量对混合效果的影响，并确定最优操作条件。
3.液-液传质性能研究：运用离子对迁移实验分析液-液传质性能，研究流量、旋转频率和床层高度等操作因素对液-液传质的影响，确定最优操作条件。
4.应用研究：以环保解决问题为例，实现污水处理过程中重金属离子的高效移除，以氨氮-亚硝酸钠-硝酸盐废水处理为案例，考察RZB在床内微观混合和液-液传质上的性能和重金属离子清除率，并与传统反应器进行对比。
三、预期结果
1.研究床内流体动力学特性，为深入理解RZB方式提供实验基础。
2.系统研究了RZB方式下流体微观混合和液-液传质性能，并确定了最佳操作条件，可为实际工程应用提供研究基础。
3.在环保领域，证明了RZB方式处理高浓度重金属废水的实用性，并以此为应用研究范例。
四、研究意义
研究折流式旋转床(RZB)的微观混合和液-液传质性能及其应用，有着多方面的意义和价值：
1.进一步探究旋转床混合机理，为深化传质与反应过程研究提供新思路。
2.有效提高反应过程中的传质效率和反应速率，降低工艺投入，节约能源耗费，减少对环境的污染。
3.探索新型折流式旋转床在环保领域的应用，为解决高浓度重金属废水处理等难题提供新思路和可行方案。