Kenics型静态混合器和GK型静态混合器流场的数值模拟及比较

采用计算流体动力学(CFD)的方法,分别计算了Kenics型静态混合器和GK型静态混合器内的流场。数值模拟的结果表明,Kenics型静态混合器内流场的湍动强度大于GK型静态混合器的,导致了Kenics型静态混合器的流体阻力和传热系数大于GK型静态混合器的。GK型静态混合器的压力降大约只是Kenics型静态混合器压力降的0.554~0.579倍,但两者的传热膜系数相差不大。GK型静态混合器具有较强的综合性能。     

SD型静态混合器压力降的特性分析

借助计算流体力学软件FLUENT5/6,对含有3个流道的螺旋式静态混合器在不同的长宽比和雷诺数下的流动特性进行了数值模拟。模拟结果表明,当螺旋片长宽比为4∶1时该混合器压力降与雷诺数的1.715次方成正比;当雷诺数一定时,压力降与混合元件单元数在双对数坐标下成线性分布规律;压力降随着螺旋叶片长宽比的减小而增大;该混合器的压力降与对应结构的SK型静态混合器基本相同,大约是相同直径和管长的光滑空管压力降的10倍。     

改进型Ross静态混合器牛顿流体流动的实验与数值模拟

在改进型Ross静态混合器中对牛顿流体的流动进行了实验研究,并对空管和5单元的改进型Ross静态混合器的流动进行了数值模拟,将实验与数值模拟结果进行了比较,证实二者的结果一致. 结果表明,在改进型Ross静态混合器中,牛顿流体流动的压力降与雷诺数和静态混合器长径比的关系为Dp=14.7231Re-0.156(L/D)0.446ru2/2;在Re=20000时,z因子有最大值;整个静态混合器的压力降(流动阻力)主要集中在混合单元区域.     

新型静态混合器压力降研究

在SK型静态混合器的基础上提出了三种组合螺旋形式的静态混合器,利用专业CFD计算流体力学软件Fluent对这三种静态混合器内流场进行了数值模拟,得到了不同流速下的压力降数值,绘制了压力降随速度的变化曲线,并针对三种静态混合器和特定的介质给出了压力降与速度的关联式。     

不同结构静态混合器内熔体流动及混合效果的数值模拟

构建长度、直径相同,但具有不同扭曲率、分割次数的3种静态混合器,然后利用Polyflow软件模拟低密度聚乙烯(HDPE)熔体在静态混合器内的流动情况,得到熔体在静态混合器内的速度场、压力场、停留时间、分离尺度等参数,并通过分析示踪粒子在静态混合器内的分布情况,表征其混合效果。结果表明,扭曲率大的静态混合器,压降较大、横向速度分量较大、分离尺度较小、混合效果更佳;而分割次数多的静态混合器,压降增大,但是分割次数对横向速度、混合效果的影响较小。     

SMX型静态混合器湍流特的数值模拟

以SMX型静态混合器为研究对象,运用计算流体力学软件Fluent对3种结构静态混合器管内湍流流场进行数值模拟.结果表明:SMX型静态混合器的混合元件对流体有切割和分散作用,可使径向速度与周向速度的最大值达到轴向平均表观流速的2～2.5倍;流体流经3、4个混合元件后流动基本达到稳定;混合器前3个混合元件对流体湍动强化作用...     

新型静态混合器的三维流场数值模拟

利用专业的计算流体力学(CFD)软件FLUENT的对具有两块稀释孔板的新型静态混合器内的三维可压缩湍流流场进行数值模拟.采用标准,κ-ε双方程湍流模型,得到混合器内流场、湍动能、压降及混合浓度场的变化等.通过计算压力降可满足工艺要求,混合相对均匀.     

基于数值模拟的静态混合器混合性能对比

构建长度、直径相同的SK、SX型静态混合器,利用Polyflow软件模拟低密度聚乙烯(LDPE)熔体在静态混合器内的流动情况,得到2种静态混合器的示踪粒子分布图、压降、分离尺度等参数,分析了流量对压力和分离尺度的影响,以及分离尺度下降一半,2种静态混合器所需的压降和流程长度。结果表明,随流程长度的增大,SX型静态混合器的粒子分布更加均匀,分离尺度更小,在出口处分离尺度约为SK型的1/3;当流量增至初始值的10倍时,SK和SX型的压降分别增至原来的7.4和4.7倍,两者出口处的分离尺度分别变化了8.3%和60%;随着混合过程的进行,分离尺度每下降1/2,所需压降及流程长度逐渐增大。     

Kenics型静态混合器的结构优化与数值模拟

基于三维有限元数值模拟方法,对应用于高黏聚酯熔体直纺工业丝过程中熔体管道输送的Kenics型静态混合器进行结构优化;对静态混合器内示踪粒子的流动轨迹进行统计学处理,通过停留时间分布、分离尺度、面积伸展率以及时间平均效率表征流动特性与混合性能。结果表明:相比传统静态混合器,当静态混合器的元件旋转角度为120°时,静态混合器的分离尺度降低,分散混合能力增强,拉伸作用增强,混合特性提高;相同管径下元件长径比为0.75时,静态混合器的混合能力较长径比为1.00或1.25时都有明显的提高;随元件长径比增加,混合效果逐渐变差,流动方式趋近于理想平推流动。     

不同结构静态螺旋混合器强化湿法脱硫数值模拟

变螺距静态螺旋混合器可作为一种新型高性能气液传质脱硫装置,为优化其结构参数,利用欧拉-拉格朗日方法,在Barracuda^TM软件中建立了气液两相流动模型,并根据上述模型及二氧化硫吸收速率方程,分别模拟了静态螺旋混合器在不同变螺距系数m、长径比l/d、流道截面回转角φ下SO₂出口浓度和脱硫率的变化规律。结果表明：在反应物充足的情况下,脱硫率随m的增大而降低,并于m≥0.5时趋于稳定;脱硫率随l/d的增大而提高,并于l/d=11~13时趋于稳定,l/d=14时又出现上升;脱硫率随φ的增大而提高,并于φ≥720°趋于稳定。根据上述规律,结合压降等指标,给出了各结构参数的建议值：m=0.45,l/d=11,φ=630°,并在建议结构参数下进行了脱硫试验,SO₂出口浓度为19.56 mg.m^-3,脱硫率达99.35%,达到超净排放标准。为今后工业规模静态螺旋混合脱硫装置的设计与制造提供了依据。     

静态混合器气液两相流压降的数值模拟及实验研究

气泡流经过静态混合器的压降问题涉及到舰船动力系统性能的好坏。在分析了气泡平均驰豫时间的基础上,结合k ε湍流模型,利用平衡流模型模拟静态混合器内形成的稀疏湍流气泡流,得到了混合器内两相流流场。空气—水系统的压力降实验表明,计算流体力学模拟能够很好地预测SMV型静态混合器内气泡流的压降,是静态混合器设计的有效手段。     

静态混合器传质性能研究

用亚硫酸钠 -空气氧化法研究SV型静态混合器气 -液传质特性 ,通过反应器模型假设和物料衡算 ,建立了描述静态混合器传质过程的模型 ,并通过实验验证了模型的正确性。测定了SV型静态混合器的传质系数K和有效比表面积a的值 ,研究了气、液流速与K、a的关系 ,得到了湍流条件下K、a与流体力学条件的关联方程。     

四叶片组合静态混合器湍流传热性能的数值模拟分析

采用Fluent计算软件对四叶片组合静态混合器内湍流换热进行数值模拟并与SK型静态混合器进行对比,结果表明,在104≤Re≤105范围内,前者的传热效率比后者提高约20%. 运用场协同理论对结果进行了分析,新型静态混合器传热效率较高的主要原因为,在一个截面上有4个旋向与叶片旋向相同、旋涡半径近似等于叶片半径的纵向涡及4个旋向与叶片旋向相反、旋涡半径小于叶片半径的纵向涡,这些纵向涡能强化换热;与SK型静态混合器相比,新型静态混合器管内温度梯度基本相同,管内中心区二次流流速一定程度降低,而近壁区二次流流速差别较小,但速度场与热流场的协同程度得到明显改善.     

影响密炼机炼胶温度因素的探讨

炼胶温度是决定密炼机生产能力和炼胶质量的重要因素之一。本文主要对影响密炼机的炼胶温度的因素进行了分析，并通过试验机台对转子转速，冷却水温度等因素对炼胶温度的影响进行了实验研究和分析。     

旋流静态混合器内瞬态压力的混沌动力结构突变特性

为更好地揭示旋流静态混合器内竖直上升螺旋流中混沌动力结构突变规律,在湍流状态下(Re=1756~3512),基于动力指数分割算法,分析了混合器内不同区域的压力脉动时间序列在结构突变点左右两部分的动力学结构指数分布,研究了流量变化对压力波动时间序列的混沌动力学结构指数的影响,并利用动力学指数的最大统计值Tmax定量表征旋流静态混合器内复杂流动的混沌突变特性. 结果表明,当Re≤2107时,静态混合器压力波动信号的平均突变统计指数随Re增加而增大;当Re≥2458时,管壁尺寸对流体湍动约束增强使流体动力结构差异趋于稳定. 径向二次流使漩涡中心处的动力结构差异复杂程度是壁面处的2~3倍;轴向切割分流作用产生的动力结构是移位混合作用的8~10倍. 瞬态压力波动信号的动力学指数模型能较好地挖掘旋流静态混合器内流场瞬时突变结构.     

静态混合器的化工应用研究

南京化学工业有限公司苯化工部将静态混合器应用于硝基苯生产的中和、水洗工序。文章介绍了静态混合器的混合原理，以及硝基苯生产的中和、水洗工序中使用釜式搅拌器和静态混合器存在的差别，并对硝基苯粗品中副产物去除效果进行比较。