某静态混合器内气液两相流动及压降特性数值模拟

以某型静态混合器为研究对象,运用CFD软件ANSYS CFX,借助欧拉–拉格朗日方法,在SST湍流模型下进行气液混合性能分析,得到内部流场的流动与压降规律.研究结果表明:气液两相流流经孔盘通孔,强化流体间的相互作用,对气液的混合具有促进作用;随着雷诺数的增加,气液两相流流经混合器的压降呈明显增大趋势,且混合器中局部压降...     

HEV型静态混合器翼片结构优化研究

运用FLUENT软件,对4种不同翼片长度的HEV型静态混合器内液液两相流动的流速场和压力降进行数值模拟,并计算混合不均匀度系数值.结果表明:随着翼片长度由0. 33D(模型一)增大为0. 59D(模型四),翼片后方形成漩涡的影响区域不断增大,混合器出口处混合不均匀度系数值逐渐减小,至0. 01以下,混合效果增强;但同时,混合器出口压力降逐渐增长至模型一的2. 3倍.因此,对翼片的结构进行了改进.改进结果表明:新结构混合器出口处混合不均匀度系数为0. 028,混合效果良好,且新结构混合器压降是模型四压降的1/2左右,与模型一的压降相当.     

SOR微型混合器的设计及实验研究

为实现微尺度条件下流体的均匀混合，按层流混合原理设计了一种三维结构的新型静态微型混合器.通过在微通道内设置周期交叉排列的导流块，在轴向的压力梯度作用下产生横向的流动，从而在微管道内产生对流体的搅拌作用，达到促进混合的目的.运用计算流体动力学方法分析了静态微型混合器内速度场的分布规律，阐述了发生混合的机理.采用罗丹明染料与去离子水的混合试验检测该微型混合器的混合性能，同时分析了微型混合器的混合效果与结构参数、雷诺数的关系.混合试验表明， 交叉导流式Ⅱ型（SOR Ⅱ）微混合器在低雷诺数和高雷诺数条件下都可以获得好的混合效果，而交叉导流式Ⅰ型（SOR Ⅰ）微混合器只能在高雷诺数条件下获得好的混合效果.     

带有Kenics静态混合器的水平液固循环流化床流动阻力的数值研究

利用STAR-CCM+软件建立Eulerian-Lagrangian模型,对水平管内低浓度液固两相流动时Kenics静态混合器的流动阻力进行了数值模拟,考察了雷诺数、Kenics静态混合器扭率、颗粒体积分数对Kenics静态混合器流动阻力的影响,并且通过对数据模拟结果进行多元线性回归得到Kenics静态混合器流动阻力摩擦系数关联式.结果表明:在同一雷诺数下,摩擦系数随Kenics静态混合器扭率的增大而增大,随体积分数的增大而增大.同时通过和文献中的实验、计算数据进行比较,证实了结果的可靠性.     

三元复合驱注入系统静态混合器结构优化设计

目前三元注入装置静态混合效果差。首先研制了新型结构的静态混合器进混单元,对静态混合器的结构进行优化设计,提出了常规和具有预混作用的两种结构模型,并应用FLUENT软件对静态混合器四相流体掺混现象进行仿真计算．结果表明,研制的进混单元结构合理,能达到较好的混合效果要求．具有预混作用的新型静态混合器模型静态混合效果影响因素少、混合效果好,混合性能更好地适应油田生产的要求．     

SK型静态混合器对原油混合特性影响的数值模拟

静态混合器作为一种新型高效的混合设备,因具有混合效果好、操作简单等优点而被广泛应用于工业生产。将SK 型静态混合器引入原油储罐中,以解决原油密度分布不均匀的问题。利用FLUENT软件,对其三维不可压缩流场进行了数值模拟;采用Eulerian多相流模型,模拟了SK型静态混合器中流体的速度场、密度场、温度场以及压力场。结果表明,在SK型静态混合器的螺旋叶片作用下,原油沿着叶片做方向相反的螺旋运动并呈周期性变化;通过叶片的切割、剪切和旋转作用,原油在出口处几乎混合完全,说明SK型静态混合器具有较好的混合效果,且压力损失较小,可降低能耗成本。     

基于格子Boltzmann的混合过程建模与流致振动特性

为了探究静态混合过程中的内流冲击与流致振动特性,提出结合大涡模拟(LES)方法的介观多速度分量格子Boltzmann流固耦合模型.针对静态混合过程伴随强剪切、回流反冲、壁面冲击等特点,以静态混合器为研究对象,对静态混合过程建模,并提出流场-结构场弱耦合求解策略.通过此方法研究静态混合器不同位置位移形变、不同入口速度和不同静态混合器叶片夹角对管壁振动响应的影响.结果表明,叶片作用可以将流体轴向速度转换为切向和径向速度；在入口流速相对较大时,内部流场对静态混合器的振动频率及振幅的影响较为明显；改变混合叶片夹角,会影响流场剪切引流作用,对其纵向位移和轴向位移影响显著,且主要影响低频段.     

Kenics型静态混合器流动阻力的实验研究

本文分析了ｋｅｎｉｃｓ型静态混合器的工作原理，分别以空气和水为实验介质，测定了静态混合器中的流动阻力，得出了单相流体流动摩擦系数ｆ与雷诺数的关联式（测量范围Ｒｅ＝７１１──１５４７７）──７５４７７）以及气──液两相流体流动阻力的计算方法（适用范围：气相雷诺数ＲｅＧ＝７１１──４７４６，液相雷诺数ＲｅＤ＝１２８９──１５４７７），和文献中所报道的结果基本相。文中还分析了静态混合元件对流动阻力的影响。     

两种不同结构的Q型静态混合器流场特性数值研究

采用Fluent软件中层流和湍流模型,在雷诺数Re=1~105范围内,数值模拟RL-90-QSM和RR-90-QSM两种特定结构尺寸的Q型静态混合器内稳态流动规律,基于线性回归方法拟合Q型静态混合器在层流区、过渡流区、湍流区及完全湍流区内的摩擦系数与雷诺数的关联式.结果表明:RL-90-QSM、SK、RR-90-QSM三者的层流区间范围逐渐增大;在湍流状态下,Q型静态混合器的摩擦系数与相应的雷诺数在双对数下呈线性关系;通过对两种Q型混合元件的速度场分布的研究,得出RL-90-QSM在混合元件交界处形成两对"肾形"速度波峰区域,而RR-90-QSM在混合元件交界处形成一对"肾形"速度波峰区域和一对混沌隔离区.     

新型静态混合器流动阻力特性数值研究

基于微尺度流动特征利用CFD软件,研究新型静态混合器内部流动阻力特性.从轴截面速度矢量图中可以看到,新型静态混合器内部存在同混合元件组的旋向相反的自旋流动;利用量纲分析和π定理简化了新型静态混合器流动阻力的影响因素之间的关系式,通过数据整理和回归得到了普遍适用的流动阻力摩擦系数关联式,为其工业化应用提供了理论依据.     

超声波静态混合器的性能研究

在油田三采工艺中,经常需要使用静态混合器促进溶液与水的混合以达到驱油的目的,因此静态混合器的混合效率对采油的效率有重要的影响。基于目前常用的静态混合器能耗较高但混合效率不高的情况,研发了一种新型的静态混合器。通过数值模拟方法,研究了空化作用下混合器内流体的流动特性,并通过实验研究对数值模拟结果进行了验证,测定了混合器的性能。结果表明,数值模拟结果与实验结果能够较好地拟合;该静态混合器有较高的混合效率和较好的混合效果;该静态混合器压降满足要求,最佳入口流速约为0.14m/s。     

旋流叶片轴向排列对静态混合器混合特性的影响

为了预测旋流静态混合器内非稳态宏观混合特性,基于体积加权混合法则结合脉冲示踪法,在简化模型的基础上,利用计算流体力学的SSTκ-ω湍流模型,通过湍流流场数值计算求解示踪剂的浓度输运方程,得到了不同混合组件和混合元件级数下静态混合器内的浓度响应曲线,比较了MSM、KSM、SSM、RSM 4种旋流静态混合器的强化混合效果.数值模拟表明:KSM型静态混合器流阻Z因子与文献实验对比吻合较好;KSM的强化能力最大,SSM的强化能力最小.根据提出的强化因子评价混合器级数的强化效果,发现径向强化系数与螺旋叶片级数的幂函数呈线性关系.     

Kenics型静态混合器流动阻力的实验研究

本文分析了Ｋｅｎｉｃｓ型静态混合器的工作原理，分别以空气和水为实验介质，测定了静态混合器中的流动阻力，得出了单相流体流动摩擦系数ｆ与雷诺数的关联式以及气－液两相充体流动阻力的计算方法。和文献中所报道的结果基本相同。文中还分析了静态混合元件对流动阻力的影响。     

气—液混相流在静态混合器中流体力学性能的探讨

静态混合器是一种新型高效的化工单元操作设备.本文通过对其流体力学特性的研究,以简易的实验方法,提出气-液混相流在静态混合器中压力损失的关联式.其误差仅为10%左右.对于工程设计和计算具有实际意义.     

稠油掺稀井下静态混合器数值仿真研究(50)

为了进一步了解静态混合器内部流场分布情况及混合器单元数量对混合降黏效果的影响,利用Realizable的k-ε模型结合Levich漩涡扩散模型,对SK型静态混合器中稠油-稀油两相流的三维流场进行模拟,分析混合器单元数量的敏感性.模拟结果显示,新的仿真模型加入混合器后使混合程度有所提高;湍动强度不会随着混合单元的数量增加而无限增加.建议将2个周期的混合单元作为1组,将3组混合单元一起使用.     

SK型静态混合器停留时间分布特性研究

结合脉冲示踪法利用计算流体力学方法的雷诺时均方程（RNAS）和重整化群的k-ε湍流模型计算SK型静态混合器内的浓度响应曲线。基于正交实验原理分析流体在不同混合元件长径比、不同监测位置及不同的进口流速下的停留时间分布特性,并计算了平均停留时间和方差来研究各因素之间影响顺序。结果表明,SK型静态混合器内的液体单相流动的轴向返混系数较小且数量级均为10^-2流动状态接近活塞流;平均停留时间随流体流速的增大而减小,随混合器长度和混合元件长径比的增加而增大。     

条槽剥离型动态混合器结构参数对混合性能的影响

讨论了条槽剥离型动态混合器的结构参数对混合性能的影响,并探索了其规律性。结果证明,选择适当的结构参数,有利于提高螺杆挤出量、降低功耗、稳定温升以提高熔体质量。更为重要的是,可以增强条槽剥离型动态混合器的混合性能,使其达到甚至超过球窝型动态混合器。     

长喉部喷射式汽汽混合器性能的研究

应用流体计算软件Fluent建立喷射式汽汽混合器的喉部模型,并结合现场使用的混合器结构尺寸进行模拟计算,获得混合器喉部的流场;进而分析喉部结构的变化对其流场内参数的影响,提出改进长喉部喷射式汽汽混合器性能的措施,研究表明:用长喉部结构取代短喉部可提高混合器效能,此结果可用于指导混合器的设计和在实际应用中的改造.     

流体在SK型静态混合器中作层流流动时流体阻力计算的探讨

将流体在静态混合器中作的层流流动分解为直线运动和旋转运动，然后分别计算这两种运动在流管中的流体阻力，并将两者相加后得到SK型静态混合器中液体层流流动时流体阻力的计算式．最后通过实验进行验证。     

静止型混合器应用技术——热交换器

所谓静止型混合器,就是在流体的通路中设置某种结构的静止的混合元件,在雷诺数很宽的范围内,都能实现对流体的混合。由于使用静止型混合器,具有便于生产过程的连续化,节能,装置小型化,不需要维修等优点,近年来被广泛的应用于合成纤维、橡胶、塑料、石油化工、制药、油脂、食品、化妆品等生产领域。本文主要介绍静止型混合器在热交换器上的应用,介绍静止型混合器的热交换器设计方法。至于静止型混合器的混合机理,以及一些代表性的混合元件的结构、性能,可以参阅“合成纤维”杂志1980,6期“静态混合器”一文.