下喷式环流反应器(Reverse Jet Loop Reactor,简称RJLR)借助高速的射流和环流的相互作用,因而强化了流体的混合效果,提高了传热及传质速率,改善了反应条件,是一种新型的高效多相反应装置。基于其结构简单、投资廉价、无转动部件、密封性好及混合传质传热性能好、操作维修以及工业放大容易等优点,下喷式环流反应器特别适合于液-液、气-液及气-液-固等多相反应体系中。在化学化工、生物工程、环境保护等领域很快得到广泛应用,具有良好的发展前景。但由于研究者在研究方法、测试手段、研究内容方面的不系统,导致目前对该反应器的放大设计和优化缺乏依据,对环流反应器的操作规律更是缺乏研究。因此本文对下喷式环流反应器的流动特性进行了研究,主要的研究内容和结论如下：(1)空气-水体系为研究对象,实验研究了下喷式环流反应器的结构参数及操作参数对气含率ε、吸气量QG的影响规律。实验结果表明,气含率随着表观液速及表观气速的增加而增加；气体吸入量随着液体流量的增加和喷嘴位置的上升而增加。并根据实验结果回归了气含率的关联式如下：(2)在空气-水体系下,实验研究了下喷式环流反应器的启动规律(环流启动的最小液体流量弛以及环流维持的最小液体流量QLd等)。实验结果表明,随着喷嘴位置及导流筒直径的升高,环流启动的最小液体流量QLu以及环流维持的最小液体流量QLd都不断的升高。随着导流筒位置的下降,QLu稍微升高,而QLd逐渐降低。在气体流量较低时(QG<1.5m3/h),随着气体流量的增加,Qu以及QLd迅速下降,而在气体流量较高时(QG>1.5m3/h),气体流量的变化对QLu以及QLd影响不大。并利用实验数据对QLu以及QLd进行了关联,关联式如下：(3)将粒子图像测速法(Particle Image Velocimetry,简称PIV)和计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics，简称CFD)相结合,研究下喷式环流反应器内部的速度场分布规律,并将速度的测量值与k-ε湍流模型模拟值进行了对比。结果表明,导流筒内速度呈抛物线分布,随着喷嘴位置的下降,抛物线图形越陡,环隙的速度先降低后升高；随着喷嘴的速度升高时,反应器内各位置的速度值均升高,实验和模拟的结果的一致,证明了模型的正确性。(4)将下喷式环流反应器应用于2,4-二硝基甲苯(2,4-dinitrotoluene,简称DNT)催化加氢合成2,4-甲苯二胺(2,4-tolylene diamine，简称TDA)反应,对反应器的体积、循环量以及换热进行了设计,并与相同反应条件下的搅拌釜式反应器进行了比较。实验表明,采用下喷式环流反应器的体积约为搅拌釜式反应器的10%。同时模拟了反应器的体积和换热器的面积随着循环比的变化规律,最后确定了反应系统的循环比为80,换热器面积为355m2。