環流反應器技術背景：

　　生物發酵涉及復雜的微生物代謝，生產中的補料量、補料方式、通氣量等都會對發酵生產產生影響。氣升式環流反應器是生物發酵生產過程中的一類重要設備，它兼具結構簡單、造價低、能耗低等優點，目前已廣泛應用于化工、生制藥及環保行業，它尤其適用于耗氧量較低的生物應過程（如維生素c的發酵生產）。由于氣升式環流反應器內部流態和傳質的復雜性，其優化設計問題迄今仍未獲決。

　　氣含率和循環液速是體現氣開式環流反應器性能的2個重要參數，而反應器中的導流簡直徑這一結構變量會對這2個參數產生影響。本文采用計算流體力學仿真工具，將重點研究導流簡直徑對于氣升式環流反應器內流態的影響。

　　環流反應器介紹：

　　環流反應器是一種新型的多相反應器,它具有較好的傳熱,傳質和混合特性,器內布氣均勻,濃度分布均勻,又具有一定的混合和回流作用,在生化過程,如污水處理,發酵等以及自引發和自催化的工藝過程中有較多的應用。產生環流的方式大致有三種:

　　1、應用流休靜力學原理，使流體在不同的環流區其有相異的持氣率，造成流體中的靜壓差來產生環流;

　　2、采用外加機械能(如軸流式推進裝置)來產生環流;

　　3、應用流體動量傳遞原理來產生環流，如利用在噴嘴中心噴八液體，在同』心環中噴人氣體形成液流噴射起到推動流體循環的作用。環流還有內循環回流和用外部連通管的外循環回流兩種。環流有利于反應物間棍合、擴散、傳熱和傳質，既適合處理量大的高勒度或敏感性有機物的反應，也適用于氣一液、液一液、氣一液一固之間的均相及非均相反應。如發酵器、高環恢撥基合成反應器

　　環流反應器工作原理

　　反應器外筒內部有一個導流筒，將反應器外筒內部劃分為導流筒內側（上升段）和導流筒外側（下降段）2個區域。初始狀態的反應器充有常溫液態水。氣相（空氣）由反應器底部氣體人口噴人反應器，沿上升段上升，并由反應器頂部的排氣口排出。由于反應器上升段和下降段中混合物的氣含率不同，在反應器的上升段和下降段之間形成了靜壓力差，反應器中的液體在氣體的帶動下上升至導流筒頂部后，在靜壓力差的推動下，再由下降段回流至反應器底部，形成了氣升式環流反應器內部物質循環流動的推動力。