[发明专利]测量颗粒流体两相流反应器内流体相组分浓度分布的方法

权利要求书

1、测量颗粒流体两相流反应器内组分浓度分布的方法，包括如下步骤：

S1，计算颗粒流体两相流反应器测量区域内每个微元内的质量守恒方程、动量守恒方程，得到每个微元的流固速度()和颗粒浓度分布ε_s；

S2，获得稀密相结构参数在空间的离散分布构成的矩阵，分别为：[f]，[ε_gc]，[ε_gf]，[d_cl]，其中代表稀相流体表观速度，代表稀相颗粒表观速度，代表密相流体表观速度，代表密相颗粒表观速度，f代表密相体积分数，代表介观界面加速度，代表密相加速度，代表稀相加速度，d_cl代表密相团聚物直径，ε_c代表密相空隙率；ε_f代表稀相空隙率；

S3，获得稀相和密相的组分浓度(X_c，X_f)；

S4，由稀相和密相的组分浓度计算微元内的流体平均密度，若所得到的流体平均密度和步骤S1中质量守恒方程和动量守恒方程采用的流体密度之差满足精度要求，则输出流固速度，颗粒浓度和组分浓度，并结束操作；否则，将计算得到的稀密相内流体平均密度代入步骤S1的质量守恒方程和动量守恒方程中，开始下一次迭代。

2、根据权利要求1所述的测量颗粒流体两相流反应器内组分浓度分布的方法，所述步骤S2具体包括如下步骤：

1)根据反应器整体操作条件，计算得到满足全局动力学的非稳态、非线性方程组的所有变量根的组合(ε_c，ε_f，f，d_cl，)；所述整体操作条件包括床内流体相表观速度U_g和固相表观速度U_s；

2)从所有变量根的组合中，寻找满足极值条件为单位质量的颗粒悬浮输送能量最小的最优根，得到其中的介观结构参数，所述介观结构参数包括密相空隙率ε_c、稀相空隙率ε_f和团聚物直径d_cl；

3)由每个微元的流固速度()、颗粒浓度ε_s和介观结构参数(ε_c，ε_f，d_cl)，在反应器的每个微元空间求解满足微观局部流动动力学非稳态、非线性方程组的所有变量根的组合；所述的变量根的组合包括：稀相流体表观速度稀相颗粒表观速度团聚物密相流体表观速度团聚物密相颗粒表观速度密相体积分数f，介观界面加速度密相加速度稀相加速度密相空隙率ε_c，稀相空隙率ε_f和团聚物直径d_cl；

4)由上步骤3)的变量根的组合，从中得到满足极值条件为单位质量的颗粒悬浮输送能量最小的最优根；所有微元空间最优根的组合构成稀密相结构参数在空间的离散分布的矩阵。

3、根据权利要求1所述的测量颗粒流体两相流反应器内组分浓度分布的方法，所述步骤S3具体包括如下步骤：

1)根据所述稀密相结构参数的空间分布所构成矩阵和相间质量交换方程计算每一个微元内稀密相间质量交换速率；

2)根据所述稀密相结构参数的空间分布构成矩阵和微元内稀密相间质量交换速率，在每一微元内求解稀相和密相组分传质方程，得到稀相和密相的组分浓度。