高压射流磨振荡反应腔CFD模拟及结构优化

目的：解决工业级高压射流磨（industry-scale microfluidizer，ISM）在实际应用中存在的进料要求高、处理量小、处理效果不佳问题。方法：结合CFD-PBM模拟和乳液制备试验对4种振荡反应腔进行选优，再通过尺寸优化获得最终腔型。结果：4种反应腔相比于原反应腔都拥有更大的孔径和流量；粒径细化效果为T字撞击型＞T字—二次撞击型＞十字撞击型＞二分管型4种反应腔的分流管区均主要存在剪切作用力，撞击管区主要存在撞击作用力，射流管区主要存在剪切作用力和空穴作用力，以上3个区域均存在强湍流。对T字撞击型反应腔进行尺寸优化，得到最终的反应腔模型，其最小管径为0.7 mm，在120 MPa下流量可达878 L/h。优化所得腔型制备的乳液粒径为249 nm，与模拟粒径结果吻合良好。结论：T字撞击型反应腔更具粒径细化优势，撞击作用力是粒径细化的主要因素。