气-液-固多相体系广泛存在于化工、食品、制药、能源、环保等工业过程中。无论是传质分离过程还是化学反应过程,多相流体间的相界面积都是影响甚至决定过程效率的重要参数。为此,过去几十年来,许多学者进行了不懈的努力,试图从理论和实验两方面探索这些体系相界面积和传质系数的计算、测试方法和强化手段,并已取得了多方面的成果。但鉴于多相体系的复杂性和工业实际过程的多变性,已有的研究成果还不能满足现代过程工业对行业技术快速提升的需求和社会节能减排的总体要求。本研究将探讨多相体系中,基于Whitman双膜理论计算界面传质系数的总反应速率方程的影响因素和强化方法,并在冷模和热模两个实验研究基础上,研讨以下问题:1、鼓泡床内气泡群的形状/尺寸分布与相界面积PIV-HSC测试和数字化图像分析计算;2、气侧传质系数的理论计算与分析;3、基于Higbie渗透理论及速度滑移模型的液侧传质系数理论计算与分析;4、气泡上升速度模型的理论计算与分析;5、基于Kolmogorov各向同性湍流理论的固体颗粒外侧液膜传质系数模型的计算与分析;6、建立在气液界面强化的情况下气液传质相界面积a的数学模型,特别考察反应器结构参数(体系混合方式与设备结构)、操作参数、物性参数等对气液相界面积a的影响程度;7、考察在相同的反应条件下(温度、压力、物料配比、催化剂),与普通气-液-固鼓泡床相比较,强化传质反应器的总反应速率r A的强化途径和效果,寻找多相体系提高传质与反应效率的工程技术手段。