液滴行为与液-液混合设备

总结了液-液非均相混合过程中的液滴运动速率计算模型,分析了液滴破碎及合并的机理。在结合各种工业应用的基础上,总结了搅拌釜、射流混合器、静态混合器、撞击流混合器及纤维液膜混合器等五种混合设备的混合原理及研究现状。展望了液-液混合设备的研究前景。     

液-液混合过程中混合器的研究进展

混合器是一种应用于物料混合过程的重要工具,具有适用范围广、混合均匀、成本较低等优点.混合元件的结构、微通道以及外加动力对混合效果具有重要的影响作用,已经得到了国内外学者的研究与关注.介绍混合器在液-液混合中的应用.首先,根据是否含有活动元件将混合器分为动态混合器和静态混合器,微混合器分为被动式微混合器和主动式微混合器;然后,分析不同类型混合器的混合效果以及适用范围,阐述当前技术存在的优势与不足;最后,提出了高效化、连续化、节能化是未来混合器的发展方向.     

大型贮罐液液混合的设计思路与方法

介绍了大型贮罐液液均匀混合的设计思路与方法。通过对几种液液混合方法及其特点讨论并结合对混合过程机理的分析理解,提出了一个采用射流混合与管路混合相结合的工艺方案,以提高微观尺度均匀混合速率与效率的设计目的。还介绍了按此工艺方案进行射流混合器设计及其喷射器计算和静态混合器选型的方法。     

液-液相变溶剂混合过程的数值模拟

基于相变溶剂的研究和分析,设计出液-液相变溶剂捕集CO_2的工艺流程和装备,针对工艺流程中吸收CO_2后分相贫液与解吸再生溶剂在循环使用周期中的混合问题,建立了SD型静态混合器物理模型。依据MEA-正丙醇水溶液相变溶剂体系物性参数,采用Mixture多相流模型和标准k-ε湍流模型进行数值计算,分析两相流在SD型静态混合器内流动特性。研究结果表明,该混合装置具有实现MEA-正丙醇水溶液混合均匀的可行性,为液-液相变溶剂捕集CO_2工业应用中液体混合过程的装置选用与设计提供参考和理论依据。     

SK型静态混合器内气-液两相流单气泡运动实验研究

采用单气泡实验对SK型静态混合器内气-液间混合过程进行试验研究,针对主流速度、气泡尺寸、混合元件数量等参数对气-液混合效果差异进行实验研究,并就整个混合过程中的压降波动进行了分析。实验结果表明,SK型静态混合器增大气-液两相相界面,提高气-液两相混合效果,延长气-液停留时间,混合元件数增加压力降增大。     

枝形微混合器研究进展

对枝形微混合器在过程强化中的研究工作进行了总结,重点介绍了该微混合器的液-液均相、液-液非均相、以及气-液两相的混合与传质性能。枝形混合器特殊的枝形结构可实现宏观流体的微型化,促进流体的微观混合。枝形结构的几何参数通过Constructal理论确定,可在降低持液量的同时降低流动阻力。研究表明该枝形微混合器具有优良的混合性能、较大的处理量以及较低的阻力损失,在快速液-液反应、气液反应、溶剂萃取、气体吸收、纳米材料制备等化工过程中有重要的应用前景。     

喷射式液液混合器与静态混合器复合应用研究

喷射式液液混合器和静态混合器都是混合过程强化的重要设备。合理设计具有喷射式混合器、静态混合器的复合结构的新混合器,可以解决生产上的难题。新混合器能直接进行两种不同压力流体的混合,使压力较低流体混合后的压力有所提高,保证较好的混合效果,降低能耗,提高经济效益,简化流程。降低投资。     

静态混合器的入口结构对液液分散的影响

静态混合器广泛应用于溶剂萃取,改造静态混合器的入口结构可以提升混合效果。为探究不同入口结构对液液分散的影响,以传统SK型静态混合器、非对流入口静态混合器、Roughton静态混合器、Y-静态混合器4种不同入口结构的静态混合器为研究对象,通过计算流体力学-种群平衡模型（CFD-PBM）数值模拟方法,考察了不同入口结构对静态混合器中液体流速、混合效果和Sauter平均直径（d32）的影响。模拟结果表明：不同入口结构的静态混合器具有显著差异的流体流动状态、混合效果和液液分散效果。混合效果和液液分散效果从好到差依次为Y-静态混合器、Roughton静态混合器、非对流入口静态混合器和传统SK型静态混合器。在混合元件区,4种入口类型的静态混合器的流速相同,但是混合元件发挥混合和分散的作用不同。Y-静态混合器和Roughton静态混合器作为液液分散设备,可以以较少的混合元件数实现高分散效果。     

等温气液混合器压降研究

实验研究空气-水两相流体通过等径90°T型管混合器进行混合的压降.结果表明,在实验范围内,混合后气液两相混合物的流动流型为环雾流,其压降主要与两股混合物流的动量比有关.根据混合后气液两相混合物的流动流型,模拟计算空气-水系统的压降,计算结果与实验结果较为吻合.利用该计算模型分析气液流量对混合器压降的影响.     

静态混合器中液液分散的实验及CFD模拟

在SK型静态混合器上进行甲苯-水两相混合实验,采用截面直接拍摄法获得分散混合性能指标Sauter平均直径（SMD）。利用Box-Behnken响应面分析设计实验,在Design Expert 7.0平台上拟合实验数据,获得SMD的多项式形式的表达式。建立了与实验相同的静态混合器物理模型,使用Mixture多相流模型、k-ε湍流模型进行了CFD模拟研究,获得了浓度场云图及分布混合指标不均匀系数。模拟所得压降与实验值的相对误差在15%以内,表明模拟结果与实验结果吻合较好。结果表明,静态混合器中液液分散过程是分散混合和分布混合共同作用的结果,两种混合经过6～8个混合单元后共同达到充分发展。充分发展后的SMD受表观流速、分散相分率和静态混合器直径三因素影响,且表观流速的影响最为显著;充分发展后的不均匀系数均达0.05以下,表明静态混合器自身具有较好的分布混合性能。     

脉冲式气流混合机的设计与应用

设计了新型脉冲式气流混合机。该混合机具有混合效率高、快速混合、大型化、单位能耗低等特点。     

静态混合器在丁辛醇缩合废水处理中的应用研究

静态混合器是高效的化工单元设备.静态混合器用于液/液萃取体系时,分散相形成的液滴大小比较均匀,这个特点不但有利于用作萃取器时提高萃取效率,而且也有利于萃取后两相的重新分离.作者通过间歇及连续的实验室探索实验,确定了采用静态混合器萃取处理丁辛醇缩合废水的可行性,提出了静态混合器萃取处理丁辛醇缩合废水的操作参数：采用SK型静态混合器,流速0.8 m/s以上,L/D≥7～10,V（油）∶V（水）=1.7∶1～3∶1.为下一步工程放大奠定了基础.     

喷射式液液混和器与静态混和器复合的工程应用研究

喷射式液液混和器和静态混和器都是混和过程强化的重要设备。合理设计具有喷射式混和器、静态混和器的复合结构的新混和器能直接混和两种不同压力的流体,使压力较低流体混和后的压力有所提高,保证较好的混和效果。通过对工程实例的应用研究证明新的混和器能降低能耗,简化流程,提高经济效益。     

宽粘度域搅拌器的开发及其研究进展

考虑到过程工业中诸多混合体系的变粘特性以及传统搅拌器应用范围的局限性,研究开发宽粘度域搅拌器很有必要。在介绍单一叶片式和双轴组合式宽粘度域搅拌器类型、结构特点和应用范围的基础上,概述了其性能研究的国内外进展,分析了各宽粘度域搅拌器的优、缺点。最后对单一叶片式和双轴组合式宽粘度域搅拌器进行了比较,明确了发展趋势,并指明宽粘度域搅拌器的选用应兼顾体系物性的变化、设备结构的复杂程度、功率及混合特性等因素。     

Liquid mixing intensification by adding swirling flow in the transverse jet mixer

In this study, effect of swirling addition on the liquid mixing behavior of multiorifice-impinging transverse jet mixer has been investigated by planar laser-induced fluorescence as well as large eddy simulation (LES). In the case of swirling addition into the jet flow, there exists an optimized swirling jet angle or optimized jet-to-cross velocity ratio for the fixed mixer configuration. A larger swirling jet angle will make the flow dominated by the swirling, resulting in a slower mixing process. Interaction of swirling crossflow with no-swirling-injected streams, or with swirling-injected streams in the opposite direction is beneficial for the mixing. LES predictions show that many small vortices are produced homogenously due to intensified impingement in the case of opposite swirling directions, leading to a relative fast mixing process in few milliseconds. Whereas the mixing is restrained when the swirling directions of two flows are the same.     

强化密炼机下辅机的剪切分散和混炼作用

通过比较强化下辅机与现有密炼机的混炼技术,论述现有密炼机生产线混炼技术的优缺点,提出在现有混炼技术基础上,采用新型开炼机来强化密炼机下辅机的剪切分散和混炼作用,使胶料混炼过程能够一次性完成,并起到提高胶料质量及节约能量和作业场地面积等作用。     

基于离散元方法的差动自清洁混合器混合特性研究

采用离散元方法对LIST卧式差动双轴搅拌设备内高密度聚乙烯（PE?HD）填充碳酸钙复合材料的混合过程进行了仿真模拟，研究了不同加料速率及不同转速条件对该类自清洁混合器混合腔内物料充满度、物料停留时间分布及混合均匀程度的影响。结果表明，该类自清洁混合器的轴向输送能力主要由后续物料的推动作用实现，采用高速轴转速40 r/min，加料速率为10 kg/h的工艺参数可以获得最佳的混合均匀程度。     

剪切变稀体系同心双轴搅拌釜内的气液分散模拟

气液搅拌设备因其良好的适用性被广泛应用于过程工业中。为更好地比较不同工况下剪切变稀体系中的气液分散情况,通过实验研究整体气含率和相对功耗确定适宜的转动模式,进而模拟研究表观气速、体系黏度、搅拌转速对气含率和气泡尺寸的影响。结果表明,相同功率下内外双桨反向旋转模式在理想气液分散条件下,相较于单轴内桨和内外双桨同向旋转模式具有更高的气含率和更好的气体泵送能力;表观气速的增加有利于气泡的均匀分散,但气泡尺寸也会随之增大;有效黏度的增加使得搅拌桨的影响区域变小,不利于气泡的均匀分散,气泡尺寸也随之增大;搅拌转速的增加使得循环涡流的影响区域变大,高气含率区不断扩大。