立式循环撞击流反应器不同撞击间距下混合性能分析

为优化和改进立式循环撞击流反应器的结构布局,提高其混合性能,本文采用Fluent软件对立式循环撞击流反应器在导流筒不同间距结构下的流场进行数值模拟,反应器上下两导流筒的间距D设置为60 mm、80 mm、100 mm、120 mm,反应在3组转速下分别进行w=5 r/s、15 r/s、25 r/s。计算结果表明：在相同转速下,导流筒间距D=80 mm时的特征撞击面上的平均速度最大,说明该结构下对应的传质效果更好;在相同转速下,导流筒间距D=60 mm时撞击面径向速度分布的均方根差σ最大,表明该结构下速度分布的梯度最大,流场剪切混合效果更好。     

立式循环撞击流反应器不同倾角桨叶的混合性能比较

采用FLUENT软件对不同倾角桨叶和转速下的立式循环撞击流反应器流场分布进行了数值模拟。分析结果表明,同一转速下时,特征撞击面上速度分布的平均值比较接近,说明倾角对撞击混合的传质效果影响不大;同一转速时,桨叶倾角为45°的撞击面上速度沿径向分布的均方根差σ值最大,这表示速度沿径向分布的离散程度最大,撞击混合效果最佳。     

立式循环撞击流反应器三维流场的数值模拟

利用Fluent软件对立式循环撞击流反应器三堆流场进行数值模拟和分析.立式循环撞击流反应器内速度场和压力场分布关于撞击面对称,证实了驻面的存在,导流筒外侧和撞击面边缘存在死区;由于导流筒对流体引导作用,撞击区水平面x轴上速度最大的点出现在导流筒近壁面位置;定义了表征不同撞击流初始速度下混合效率无量纲系数k,且k值随撞击...     

撞击流-沉淀法制取超细白炭黑中试研究

介绍了以工业级硫酸和工业级水玻璃为原料,利用撞击流反应-沉淀法制取超细白炭黑的中试试验。其反应过程在无旋立式循环撞击流反应器中进行。反应后物料经过陈化、过滤、洗涤,最后通过再浆进行喷雾干燥制得了超细白炭黑。用激光颗粒分析仪和比表面积-孔隙分析仪测定粒径及比表面积,结果表明:产品的平均粒径为2—3μm、比表面积高达822 m2/g,进一步证明了无旋立式循环撞击流反应器性能优越,操作稳定可靠,有利于制备超细粉体材料。     

撞击流反应器混合性能研究进展

按照撞击流反应器的研究发展进程,分析了撞击流反应器的混合过程。结合大量学者研究工作,回顾了反应空间、流体流动、喷嘴结构等因素对常见的开放式撞击流反应器、受限撞击流反应器、浸没循环撞击流反应器等反应器混合性能影响的研究。简述了外界激励和其他技术对撞击流反应器混合效果影响的研究进展,并总结了几类反应器的微观混合时间及关联式。同时介绍了一种新型水平三向撞击流反应器,该反应器产生的径向射流不同于两喷嘴径向射流,而为交叉状的伞状射流;通过进一步探究发现当量喷嘴间距L*=2 D~3 D时径向射流偏转角β出现峰值,而且此时的混合时间也最短。最后对撞击流反应器混合性能研究前景进行展望。     

撞击流强化混合特性及用于制备超细粉体研究进展

撞击流以其强化微观混合的优异特性在化学反应、结晶、制备超细粉体等方面有广泛应用。本文在撞击流技术强化混合特性的基础上对近年来几种撞击流反应器制备超细粉体研究进行了综述。简述了流体流动、受限空间、喷嘴形式及结构、外部激励等因素对浸没循环撞击流反应器、受限撞击流反应器、T形撞击流反应器、微小型撞击流反应器、撞击流-旋转填料床反应器混合性能的影响。从结晶、微观混合时间等角度分析了撞击流微观混合特性对化学反应及制备超细粉体的影响。并与常规反应器及方法对比，从超细粉体的粒度大小、形貌、表面、能量、分散性、电性能及稳定性等方面进行评估。提出一种双层对置撞击流反应器用于工业上大规模制取超细粉体的中试研究，并展望了撞击流技术用于制备超细粉体的前景。     

撞击流反应器流场数值模拟及其混合性能优化

利用数值模拟方法分析多喷嘴对称撞击流反应器内部流场以优化反应器结构。研究不同喷嘴数和进料条件对撞击流反应器内速度场、湍流特性及混合效果的影响。结果表明,不同喷嘴数撞击流反应器内流速分布为双峰型,等流速工况下速度梯度随喷嘴数增加而减小,高剪切力分布范围随喷嘴数增加先增大后减小。通过分析湍流尺度分布发现小尺度涡旋主要集中在撞击区,而大尺度涡旋主要集中在发展区,且四喷嘴撞击流反应器平均剪切应力及涡旋尺寸梯度最大,四喷嘴结构更有利于增强流体湍动强度并强化混合。撞击流反应器内平均湍动能随喷嘴数增加先增大后减小,其中四喷嘴撞击流反应器内平均湍动能最大。当撞击流反应器为四喷嘴结构时,其混合效果最好,完全混合时间最短为22 s。在本研究工况内四喷嘴结构为撞击流反应器混合的最优结构。     

外循环撞击流反应器混和时间实验研究

在容积为160L的冷模装置上,以水为介质、KCl水溶液为示踪剂,测定了外循环撞击流反应器（ECISR）的混和时间,采用正交试验法和单因素试验法考察了撞击段结构、进料位置、循环位置、循环流量对ECISR混和时间的影响。结果表明：实验范围内,循环位置对混和时间影响最大,进料位置次之,循环流量越大混和时间越短,撞击段结构Ⅰ的混和时间略低于结构Ⅱ。     

立式循环撞击流反应器中不同桨叶倾角及布置形式对混合性能影响的数值模拟

为探讨多结构参数调整所产生的组合影响对立式循环撞击流反应器（VCISR）混合性能的影响，采用数值模拟的方法，使用fluent软件对不同转速、上下桨不同错位角排布和不同桨叶倾角结构的VCISR流场进行了计算分析，结论表明：错位角为0°结构时的混合能力优于其他错位角结构：在上下桨正对排布无错位角的情况下。桨叶倾角为15°时的VCISR在撞击面上的平均速度最大，表明该结构下的流场循环能力最好；桨叶倾角为60°时的VCISR在撞击面上的平均剪切速率最大，表明该结构下在撞击区内的流团混合最强烈：在VCISR中，剪切运动越强则能耗效率越低，同时，增加搅拌转速能够强化混台效果，但随着搅拌转速的增加单位能量的混合效果会逐渐减弱即能量使用效率会降低。     

液体连续相撞击流强化过程特性及相关技术装备的研发和应用

液体连续相撞击流（LIS）具有高效微观混合、强烈压力波动和促进过程动力学等对分子尺度过程极有价值的性质。本文在浸没循环撞击流反应器（SCISR）中深入研究了这些性质及其规律,进行了反应-沉淀法制取多种“超细”和纳米材料的实验,制得粒径更细小、分布更窄、形貌可控的超细粉体;研发了“无旋立式循环撞击流反应器”等多种基于应用LIS的反应、结晶技术装备并已付诸应用;描述了这些装备的流动结构、工作原理和工业应用情况。