静态混合器简介

<正> 静态混合器(Motionless or StaticMixer)是相对于动态混合器(即搅拌器)而言,是一种新型的高效化工单元操作设备。混合器内部设有运动部件,两种或数种流体通过管内的混合元件,受其约束而发生分流、合流、旋转、变向等运动,产生混合作用。1959年由荷兰专利(No.185539)首次提出的,在60年代初期试制成功的用于粘稠物料的静态混合器,首先在美国化工加工工程中应用。70年代,日本、西德、英国、     

静态混合器的微观研究与工业化应用进展

介绍了化工过程强化中新型化工设备--静态混合器以及计算流体力学和激光测速技术在静态混合器的微观应用基础理论中的应用和研究进展;由于静态混合器具有特殊的结构特点与传统的搅拌混合设备相比表现出了高效、节能等优点,静态混合器在硝化工业和环氧丙烷装置的扩产改造中成功应用并且取得了巨大社会效益和经济效益.     

静态混合器在聚乙烯醇生产中的应用

静态混合器是一种结构简单、紧凑、节能的混合设备。两种流体在流经静态混合器时受混合单元的约束,产生分流、合流、旋转,使流体相互间达到充分的混合。通过实践分析静态混合器在使用中存在的问题进行原因查找,找出解决问题的办法,改善混合效果和延长设备使用周期。     

三维交叉导流式微型静态混合器的研究

从微尺度流动的特征出发,设计了一种新型静态微型混合器,通过在微通道内设置导流块的方式诱发横向的速度分量,减少混合长度,从而增强分子扩散作用,达到分子级混合;运用流场仿真技术分析了微型混合器内流场的运动规律,阐述了发生混合的机理;罗丹明染料的混合试验可以直观地检测微型混合器的混合效果,同时采用计算图像灰度值标准差的方法定量分析了微型混合器的性能与结构参数、流量的关系。     

稠油掺稀混合器混合机理与结构设计

稠油掺稀降粘开采时,存在稠油与稀油混合不均匀的问题,而混合器是目前掺稀降粘工艺中提高混合效果的主要工具。首先分析了掺稀降粘机理和混合机理,因此,要提高掺稀混合效果,就需要在掺稀管柱中增加混合元件。针对目前存在的几种混合器,根据有无自由旋转的叶轮分为静态混合器和动态混合器,而静态混合器容易造成流道堵塞,混合效果受流体流速影响较大等问题,现有动态混合器存在旋转动力不足,搅拌效果不好等问题。新型混合器设计有旋转动力叶轮和搅拌叶轮,旋转动力叶轮在流体的冲击下旋转提供动力,搅拌叶轮在旋转动力叶轮的带动下主动旋转。通过仿真对比分析发现,从速度迹线和稀油体积分数分布曲线来看,新型混合器比自动旋转动态混合器有更强的混合效果。     

内置叶片型静态混合器结构优化研究

为提高静态混合器对过程气与空气的混合效果,基于CFD方法,对内置叶片型静态混合器不同叶片数量、排列方式进行了数值模拟计算.对比分析内部的速度、湍流、组分等分布情况,提出一种新型结构,为内置叶片型静态混合器设计提供参考依据.     

真空注型机动态混合器混合性能模拟研究

在真空状态下,为将混合时间尺度小、粘度较高的不同液体快速均匀混合,提出了一种带有挤压槽轮和搅拌叶轮的动态混合器,介绍了这种动态混合器的结构原理和混合机理。基于FLUENT中的动网格模型、Mixture多相流模型、RNGκ-ε湍流模型及PISO算法,对混合器预混合管道不同出口位置、叶片数量、叶轮转速等不同条件下的两相流混合效果进行了数值模拟,结果表明:预混合管道出口位置不同时,混合效果不同;当叶片数量为16时,混合效果最理想;模拟还表明,增加叶轮旋转速度对混合效果作用明显,但是达到一定转速后,混合效果趋于稳定。在此基础上,通过液体质点运动矢量图、速度流线图和湍动强度分布云图,分析了加速溶液混合均匀的是叶轮二次剪切和混合器中运动部件对流场的湍动作用,选用环氧树脂(E51)与对应的固化剂进行混合并浇注成型,并对制品的硬度进行了测试,实验结果表明该混合器混合性能可靠。     

多流道螺旋静态混合器混合性能的数值模拟研究

采用多相流混合模型对层流状态下两种物性接近的流体在多流道螺旋静态混合器内的混合性能进行研究。研究结果表明,流道数增多提高了流体混合速度,缩短了达到相同混合效果所需要的混合元件长度,但同时也增大了系统能量消耗。在混合元件长度要求较长的情况下,从能量消耗角度应优先选用两通道螺旋静态混合
器,而受到设备空间限制等原因混合元件长度需要较短时,应优先选用四通道螺旋静态混合器。     

一种高粘度两相流静态混合器混合均匀度的仿真分析

在常见类型混合器的基础上设计了一种新型的高粘度两相流静态混合器。基于Fluent软件分析了预混单元对整体混合效果的影响,并分析了混合单元数量和流体入口速度对混合均匀度的影响。分析结果表明带预混单元混合器的混合效果好于不带混合单元的,还表明当混合单元数量为3时能在不同的入口速度下获得理想的混合效果。在此基础上,根据质点的速度场和流场分布状态,分析并说明了杂乱的速度和流线分布是获得良好混合效果的根本原因。同时,通过仿真分析了粘度对混合效果的影响,结果表明该混合器的混合均匀度随着液体粘度的增大而提高,还表明该混合器对中、低粘度的液体也有良好的混合效果。     

多重涡杆式管道混合器的开发与应用

针对常用管式静态混合器作用时间短、混合效果不佳的问题,开发了新型多重涡杆式管道混合器,取得了良好的混合效果。     

SSK型静态混合器和SX型静态混合器的数值模拟及对比

采用计算流体动力学(CFD)的方法,以双螺旋静态混合器以及瑞士苏尔寿SX型静态混合器为主要对比分析模型,以甲醇、PVA、NaOH溶液为介质分析了二者的内部流场,通过仿真模拟计算和后处理分析,显示了物料通过两种不同叶片被动搅拌之后,在出口截面上各组分浓度分布的差异性,为今后的静态混合器的结构优化及选型提供有利的参考依据。     

基于FLUENT的SK型静态混合器的数值模拟

为提高混合器的优化设计水平和工程应用的速度,应用商业CFD软件—FLUENT,分析了聚酯在SK型静态混合器的混合流动。采用FLUENT中的Carreau模型描述了非牛顿流体聚酯的黏-温特性,得出了混合器的压力降及出口混合温度。     

SK型静态混合器内的流动特性数值研究

基于微尺度流动特征的角度,研究SK型静态混合器内部湍流时的流动规律.利用计算流体力学专业软件并采用雷诺时均方程和标准的k-ε湍流模型对SK静态混合器内的湍流状态下的三维不可压缩流场进行数值模拟.数值计算和研究表明在含有多个SK型螺旋元件的静态混合器内,受元件衔接处的切割作用的流体将在其后的混合元件的3L/8处完成重新汇合;研究了SK型静态混合器的主要参数对流动阻力的影响,从而为静态混合器的优化设计提供了依据.     

内置周期挡板的T-型微混合器

设计了一种流道内布置周期挡板结构的高效T-型微混合器来提高微流控系统的混合效率。该微混合器结构简单,周期布置的挡板可以有效地缩短流体混合所需的流道长度和时间,混合效率高。安排了正交实验组,利用计算流体力学软件ANSYS CFX研究了流道结构参数对混合效果的影响。采用静态田口分析法对数值模拟结果进行分析。结果表明:流道结构参数对混合效果的相对影响程度排列如下:挡板攻角(θ)流道高度(H)挡板宽度(L)相邻混合单元之间距离(D)。根据结构参数对混合效果的影响程度,得出研究参数范围内的最优组合为:θ=75°,H=0.4 Wm,L=0.7 Wm,D=0.6 Wm(这里Wm为流道宽度,等于200μm)。实验显示,结构参数符合最优参数组合的微混合器的混合效果提升显著,雷诺数Re=54时即可实现完全混合(混合指标M95%)。文中研究了流道结构对进出口压降的影响,结果显示,攻角θ对进出口压降的影响趋势在不同雷诺数下相同,参数H,D亦如此。     

3D-不对称菱形被动式微混合器混合特性

提高微混合器雷诺数的适用范围和混合强度是微混合器设计的发展趋势。本文基于非对称分离重组混合原理设计、制作了一种3D-不对称菱形被动式微混合器,并借助数值分析方法和可视化实验对混合强度和混合状态的变化进行了研究。研究发现:在低Re(0.01~10)范围内,两组分间的混合以扩散混合为主,随着Re的增加,流速对混合强度的影响有一定下降;在较高Re(10~200)范围内,受流速增加的影响,流体间不平衡微流惯性碰撞逐渐成为影响混合的主要因素。此时,混合强度随流速的增加逐渐增强并趋于平稳。对Re在0.01~200内的微混合器展开研究,分析了宽缝比Ws/S、分合角θ、宽厚比H/S等结构尺寸对混合强度的影响。通过综合考虑流体混合强度和通道压降的变化情况,确定最佳通道结构尺寸为Ws/S=0.2、θ=45°、H/S=0.5,此时微混合器的混合强度可维持在78%以上。与传统平面对称分合式混合器相比,设计制作的3D-不对称菱形被动式微混合器混合强度有较大的提高,验证了本文设计结构的有效性。     

基于混沌混合的分合式微混合器研究

按照混沌混合理论构建了Smale、Helical和Baker三种微混合器,为研究其混合机理与混合效果,对不同雷诺数下的对流扩散和混合进行了数值模拟,并用实验结果进行了验证。结果发现：实验结果与数值模拟结果吻合得很好。在低雷诺数下,由于Baker微混合器中流体的分层作用强,明显增大了流体的接触面积,也加快了流体混合速度,其混合效果要明显优于另外两种混合器;然而,在较大的雷诺数下,Smale微混合器中流体混合效果则优于Baker微混合器,其原因是Smale微混合器的分层效果虽然不如Baker微混合器,但其对流作用明显强于Baker微混合器;Helical微混合器因没有分层作用,其混合主要依赖于对流,所以在低雷诺数下混合性能较差,而高雷诺数下混合性能有所提高。     

椭圆螺旋管道混合器混合效果模拟研究

应用CFD技术研究了椭圆螺旋流道内两相液体在充分发展条件下的混合效果。基于FLUENT软件,对混合性能进行了数值模拟研究,讨论了椭圆螺旋管道混合器的截面形状、曲率半径、螺距3种因素对该混合器混合效果的影响。模拟所得液相的流动状态与实验结果具有很好的一致性。提取相应截面液体的混合不均匀系数,分析结果表明:截面形状的变化会给螺旋管道混合器造成不同程度的狭小区域,对混合均匀性影响较大;增加螺距会对混合产生消极的影响;当曲径为某一特征值时,混合效果可达到最好状态;同时,通过仿真分析得出,液体流速的改变对混合器中液体的混合效果影响不大;通过对流场内部剪切速率、流线、质点速度场的分析,讨论了粒子无序运动是螺旋混合器内液体充分混合的关键因素。     

一种提高磨料与水射流混合效率的新装置

将涡旋运动基本思想引入磨料供料过程的分析研究中,设计出一种新装置——螺旋混合器并对其进行了对比试验。试验结果表明,螺旋混合器对改善磨料供料条件,提高磨料与水射流的混合效率是有利的。     

推荐产品介绍

静态混合器系列有SV、SK、SX、SL、SH、JH六种类型,可串联在新建或原有的管道上,其不同之处在于混合管内安装有不同形式的混合单元。SV型是由一定规格的波纹板组装而成的圆柱体,SK型是由单孔道左、右扭转的螺旋片焊接而成,SX型是由交叉的横条     

SMX型静态混合器传热特性实验研究

实验测量3种不同组合形式的SMX型静态混合器的传热特性参数,并采用Moffat提出的误差传递理论分析了实验数据的真实性。结果表明,在3200≤Re≤6000范围内,3组不同组合形式的SMX型静态混合器的摩擦因子、努赛尔数均与雷诺数呈对数线性关系,且4板片的斜率大于3板片及2板片;对湍流换热强化作用比较,4板片形式的更为显著,传热效率相较于2板片形式的静态混合器提高约39%,而3板片SMX型静态混合器的传热效率比2板片SMX型静态混合器稍高。