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涡轮喷射混合器中错流射流混合性能研究

作者:admin来源:本网 日期:2017-10-20 10:10:11 人气: 标签:

  涡轮喷射混合器中错流射流混合性能研究李本祥,董新荣(湖南农业大学理学院,湖南长沙410128)附壁效应、穿透率、动量比及雷诺数等对混合的影响,并对混合时间进行了分析。研究结果表明,涡轮喷射混合器是能够满足混合均匀度要求高、介质体积比高和喷嘴能有效防堵的快速混合装置。

  3:A在化工生产过程中,两股气体的混合是常见的单元操作。由于受工艺条件的制约,某些混合操作1均匀度要求高等特点。其原料混合的速度、混合的均匀度直接影响反应转化率及选择性。混合不均匀、速度慢将加剧催化剂结焦,导致反应器内阻力增大、催化剂寿命缩短、产品质量下降。若采用喷嘴混合,则要求喷嘴具有防堵的特殊要求,两种介质在接触的瞬间因混合不均匀所生成的副产物易堵塞混合器喷嘴,从而影响混合过程连续稳定的进行。因此性能良好的混合器可给流体的快速混合提供适宜的流体力学条件,其有效的防堵措施也可保证混合反应过程连续稳定的进行。

  错流射流在混合过程中具有流体阻力小,传质系数大,混合速率快和设备简单等特点1341,而且当喷嘴为不对称形状时,因射流喷出时离两边固体界面的距离不相等,有射流的附壁效应存在。射流的附壁效应可在喷嘴周围形成气膜15,气膜可有效地防止混合器喷嘴被堵,保证了混合器内流体混合过程连续稳定的进行。本研究利用错流射流的流体力学特点及射流的附壁效应,设计出涡轮喷射混合器,并用空气和氮气为介质气体以空气中氧气为示踪气体,采用示踪法对其混合性能进行了研究。

  1试验合器采用不锈钢制作,可以拆装,改变混合器的射流进气孔结构只需更换涡轮喷嘴即可。混合管主体直径50mm,长度为870 mm.沿混合管轴向设置若干表1涡轮喷射混合器主要结构参数参数参数值混合管内径/mm空气流管内径/mm喷嘴开孔个数/个喷嘴开孔面积/mm2取样口离喷嘴距离/mm 1.2试验方法如所示,模拟气流为空气和氮气流。氮气经轴向管道进入混合区,空气经涡轮喷嘴射入,由喷嘴喷出的高速射流卷吸并碰撞由轴向管道进入的气流在混合管中形成错流射流混合。在模拟试验中,空气和氮气经压缩机和质量流量计进入混合器,用质量流量计调节两股气体的流量,利用氧气含量测定仪测定混合器出口不同截面径向位置上的氧气的体积分数,根据不同截面上各点的氧气的体积分数分布来判定气体在混合器内混合的均匀性。

  1.3混合结果的表示方法用氧含量测定仪测量混合器同一截面上各点的氧的体积分数分布,取样点设置

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