具有催化反应边界的微小非圆截面通道内气-液-固三相反应流的流动及传递特性

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51276208
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    88.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0605.多相流热物理学
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Gas-liquid-solid three-phase reactor has been applied to a multitude of areas, such as chemical industry, energy, environment, etc. Along with the development of micro-manufacturing technology and the significant demand for enhancement in the chemical process, the micro reactor is becoming one of the new breakthroughs and research focuses. The two-phase flow behaviors in the micro/mini channels of the micro reactor are significantly different from that in the conventional channels, which has vital effects on the mass conversion in the system. This proposal aims at a deep understanding of the characteristics of two-phase flow and mass transfer in the non-circular micro/mini channel with catalytic wall. Comprehensive experimental and numerical studies will be conducted to uncover the mechanism of two-phase flow and the interfacial behavior, mass transfer and conversion as well as the coupled interreaction between the two-phase flow and mass transfer in the micro/mini channel. It is expected to achieve the two-phase flow and transport models for the typical slug and annular flow patterns and to promote a transition criteira for two-phase flow pattern under the condition of surface catalytic reaction. The theoretical models for the two-phase flow and transport in the non-circular micro/mini channel with catalytic wall will be established, and the effects on the two-phase flow resistance and the mass conversion efficiency will be explored of the shape and size of the channel cross-section, the injection pattern and the mixing raio of the gas and liquid phases, the velocity and property of the influent liquid, the cross-sectional void fraction, and the catalytic reaction rate. The outputs of this project will promote the application and development of the micro reactor technolgoy.
气-液-固三相反应器广泛应用于化工、能源、环境等领域,随着微加工技术的发展和因应化工过程强化的重大需求,微反应器已成为新的突破点和研究热点。微反应器中微小通道内的两相流动和传递特性显著区别于常规尺寸流道,对反应器内物质转换效率等具有重要影响。本项目将对气-液-固三相微反应器中具有催化反应边界的微小非圆形截面通道内两相流动和传递特性开展系统的实验和理论研究工作。重点揭示具有反应边界的非圆通道内两相流动机理与界面行为、物质传递与转化规律、两相流动与传递的相互耦合关系,得到弹状流和环状流等典型流型下两相流动和传递模型,提出壁面催化反应条件下两相流型的转换判据,建立具有催化反应边界的微小非圆截面通道内的两相流动和传递理论模型,获得通道截面形状和尺寸、气/液相通入方式和混合比、进口液相流速和物性、截面含气率及催化反应速度等参数对两相流动阻力和物质转化率的影响规律,促进微反应器技术的应用和发展。

结项摘要

气-液-固三相反应器广泛应用于化工、能源、环境等领域,随着微加工技术的发展和因应化工过程强化的重大需求,微反应器已成为新的突破点和研究热点。微反应器中微小通道内的两相流动和传递特性显著区别于常规尺寸流道,对反应器内物质转换效率等具有重要影响。本项目将对气-液-固三相微反应器中具有催化反应边界的微小非圆形截面通道内两相流动和传递特性开展系统的实验和理论研究工作。重点揭示具有反应边界的非圆通道内两相流动机理与界面行为、物质传递与转化规律、两相.流动与传递的相互耦合关系,得到弹状流和环状流等典型流型下两相流动和传递模型,提出壁面催化反应条件下两相流型的转换判据,建立具有催化反应边界的微小非圆截面通道内的两相流动和传递理论模型,获得通道截面形状和尺寸、气/液相通入方式和混合比、进口液相流速和物性、截面含气率及催化反应速度等参数对两相流动阻力和物质转化率的影响规律,促进微反应器技术的应用和发展。

项目成果

期刊论文数量(27)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Numerical investigation of the moving liquid column coalescing with a droplet in triangular microchannels using CLSVOF method
使用 CLSVOF 方法对三角形微通道中移动液柱与液滴合并的数值研究
  • DOI:
    10.1007/s11434-015-0924-7
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Science Bulletin
  • 影响因子:
    18.9
  • 作者:
    Hong Wang;Qiang Liao;Xun Zhu;Zhi-Bin Wang
  • 通讯作者:
    Zhi-Bin Wang
Optofluidics based micro-photocatalytic fuel cell for efficient wastewater treatment and electricity generation
基于光流控的微光催化燃料电池,用于高效废水处理和发电
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Lab ON A Chip
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Zhu; Xun;Wang; Hong;Liao; Qiang;Yu; Youxu
  • 通讯作者:
    Youxu
Liquid and oxygen transport in defective bilayer gas diffusion material of proton exchange membrane fuel cell
质子交换膜燃料电池缺陷双层气体扩散材料中的液体和氧气传输
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    International Journal of Hydrogen Energy
  • 影响因子:
    7.2
  • 作者:
    Zhu; Xun;Liao; Qiang;Chen; Rong;Cui; Guo-Min
  • 通讯作者:
    Guo-Min
微小通道内液体扰流微孔逸出气泡串的迁移行为
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    化工学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王宏;廖强;丁玉栋;冯浩
  • 通讯作者:
    冯浩
Computational modeling of air-breathing microfluidic fuel cells with flow-over and flow-through anodes
具有流过式和流过式阳极的吸气式微流体燃料电池的计算模型
  • DOI:
    10.3390/meteorology2020016
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Journal of Power Sources
  • 影响因子:
    9.2
  • 作者:
    Ye; Ding-ding;Sui; Pang-Chieh;Djilali; Ned;Zhu; Xun
  • 通讯作者:
    Xun

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其他文献

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  • 期刊:
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    2019
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  • 通讯作者:
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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