Lightnin静态混合器内气液两相混合与传质强化特性

采用计算流体力学(CFD)耦合群体平衡模型(PBM)研究Lightnin静态混合器(LSM)内气泡分散特性，使用不同的破碎核和聚并核函数系统研究雷诺数(Re)、气相体积分数(α_d)和元件数量对气泡分散行为以及混合效率的影响，采用气液界面积和体积传质系数(k_La)量化LSM和Kenics静态混合器(KSM)内气泡破碎性能以及传质速率，基于变异系数(CoV)和流体微元拉伸率分析LSM和KSM的分布混合性能和分散混合性能。结果表明：Luo聚并模型和Prince模型高估了LSM内气泡的聚并效率，通过Luo-Turbulent模型计算的气泡尺寸与实验数值具有很好的一致性；随着Re和α_d的增大，LSM内气泡的分散行为被进一步强化，在高Re的条件下增大元件数量可以显著提高气液传质效率；CoV曲线表明，LSM具有比KSM更好的分布混合性能，3个LSM元件可以保证混合程度大于95%。LSM的分散混合效率是KSM的1.06～1.16倍；基于压力波动信号时间序列，确定了LSM中流型从过渡区向非均匀区转变的临界表观速度。