张庆文，刘永垒，曾 宇，洪厚胜

（南京工业大学生物与制药工程学院 材料化学工程国家重点实验室，江苏 南京 210009）

自吸式反应器吸气性能的研究与数值分析

张庆文，刘永垒，曾 宇，洪厚胜

（南京工业大学生物与制药工程学院 材料化学工程国家重点实验室，江苏 南京 210009）

为增进对自吸式反应器中流动、传递和吸气过程机理的认识，设计并制作了自吸式反应器实验装置，进行空气-水体系的冷模实验。在稳定状态下，叶轮旋转产生的推动力和气体进入过程的阻力压降保持平衡，吸气速率与气液两侧的压力损失直接相关，由此建立吸气速率数学模型。研究表明，数学模型计算值与实验值平均相对偏差为6%，此模型可作为自吸式反应器设计和放大的依据。

自吸式反应器 吸气速率 阻力压降 数值分析

自吸式生化反应器是一种不用外加气体输送设备而能自行吸入外界气体进行气液或气-液-固混合的反应装置。这种类型的反应器具有结构简单、吸气量大、传质性能好以及能耗低等特点，广泛应用于化工[1,2]、制药[3]、发酵[4]、湿法冶金[5]和污水处理[6,7]等工业中。自吸式反应器内吸气过程的研究是此类反应器系统研究的关键。Evans等[8]认为叶轮旋转产生的压差与气流从入口到叶轮开孔过程中压降相等，提出了气体吸入速率模型。通过转速来预测气体吸入速率，在转速较大时准确性较高，转速较小时准确性相对降低。Forrester等[9]采用压力平衡模型，通过势流理论修正气泡变形时产生的压力损失，在20%的误差范围内预测了多个开孔的单一叶轮的吸气速率。……