液相旋流混合技術(shù)與裝備的研究.pdf

1、本論文基于新型旋轉(zhuǎn)噴頭，利用帶壓流體在旋轉(zhuǎn)頭上的動力噴嘴噴射時的反作用力推動旋轉(zhuǎn)頭的轉(zhuǎn)動，通過對其集成的各方位朝向的噴嘴進(jìn)行優(yōu)化，可實現(xiàn)流體在徑向、切向、軸向等多方位旋轉(zhuǎn)噴射，開創(chuàng)了物料高效旋流混合的新形式。
　　研究結(jié)果表明，旋轉(zhuǎn)噴頭誘導(dǎo)的旋流技術(shù)能有效地促進(jìn)流體混合、傳質(zhì)、傳熱和反應(yīng)等過程;與機(jī)械攪拌相比，旋流混合能避免固體回轉(zhuǎn)部的不良混合區(qū)的形成。利用電導(dǎo)率法對六種混合形式的比較研究結(jié)果表明，新型旋流混合方式能大幅提升流體的

2、混合效果，較小的壓力和流量便可使體系處于混合良好的湍流區(qū):在壓力0.026～0.058 MPa范圍內(nèi)，廣角噴頭和九嘴噴頭的旋流混合效果約為非旋流的扇形噴頭的2倍、空化噴頭的4倍;在流量34～58 L/min范圍內(nèi)，廣角噴頭的混合效果約為扇型噴頭和非旋流的管道射流的2～2.5倍;廣角噴頭和九嘴噴頭的合適轉(zhuǎn)速約為150 r/min，實驗時窄角噴頭能達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速為108 r/min，適當(dāng)提高其轉(zhuǎn)速可獲得更好的混合效果;當(dāng)混合雷諾數(shù)Re＜15

3、000時，窄角噴頭的混合效果不如廣角噴頭和九嘴噴頭，當(dāng)Re＞15000時窄角噴頭的混合效果較好，提高Re可以進(jìn)一步降低窄角噴頭的混合時間，提高混合效果;對于廣角噴頭和九嘴噴頭，當(dāng)15000＜Re＜30000時，混合準(zhǔn)數(shù)Tm穩(wěn)定在4700～5200，Tm提升幅度較小，可以選擇在此范圍內(nèi)操作;而對于窄角噴頭適當(dāng)提高Re，Tm降低，混合效率有所提升。溶氧法實驗表明，旋流混合能大幅促進(jìn)液相混合、傳質(zhì)及反應(yīng)過程，在同時控制氣流量和液流量3 m3/