撞击流反应器内吞噬流机理实验研究与数值模拟

发布时间：2021-08-21 04:04

　　撞击流作为一种能有效强化混合的手段,被广泛应用于众多工业过程中。研究撞击流的流动及混合特征对于撞击流反应器的进一步开发和应用具有重要意义。本文通过实验和数值模拟相结合的方法,系统研究了T型和十字型两种撞击流反应器内吞噬流流动特征及边界受限条件对其形成和演化的影响规律,具体内容如下:1.运用激光诱导荧光技术和大涡模拟对T型反应器内的流动特性进行研究。研究发现随着雷诺数的增大,T型反应器中依次出现分离流、稳态吞噬流、非稳态吞噬流和拍打振荡四种流动模式。通过大涡模拟重点考察了非稳态吞噬流的振荡特性,模拟结果和实验结果吻合较好。结果表明当出现非稳态吞噬流型时,撞击面上会周期性地出现旋涡合并现象,产生自持振荡;此时撞击区的压力、速度和涡量也发生周期性变化,且变化周期与旋涡合并周期相同,这种振荡是由速度和压力的周期性转换引起的。2.对不同几何结构的T型撞击流反应器内流动模式进行了研究,考察了入口雷诺数、顶部空间、反应器腔室深度及喷嘴间距等因素对吞噬流的影响,揭示了吞噬流形成和发展的主要影响因素。结果表明,顶部空间的高度对T型反应器中吞噬流的影响最大,当顶部空间H/h>0.3时,反应器中不形成... 

【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１撞击流原理图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｉｍｐｉｎｇｉｎｇ?ｊｅｔ??

纳米颗粒生产过程中，这种反应器被称为Ｔ型撞击射流反应器（Ｔ－ｊｅｔｓｒｅａｃｔｏｒ）。??这种类型的反应器基本上都是小尺寸设备，能够使流体在极短的时间内完成混合，??Ｔ型反应器结构如图２．４所示。??

Ｉ湯＇??ｍ??Ｖ？ｗｘｚ?Ｖｉｅｗ??图２．４?Ｔ型撞击流反应器??Ｆｉｇ．?２．４?Ｔ－ｊｅｔｓ?ｉｍｐｉｎｇｉｎｇ?ｊｅｔｓ?ｒｅａｃｔｏｒ??具有对置式方形入口的Ｔ型反应器，因其几何结构简单的特点，常常作为过??程强化设备用来提高化学反应的传热和传质效率，成了众多学者的研究对象。但??是在２０００年之前，少有研究Ｔ型反应器的文献发表［３９］。这类反应器，既可以作??为一种被动混合器，也可以作为一种主动混合器。Ｔ型反应器和ＣＵＲ流动特性??的不同，可以归结于Ｔ型反应器的喷嘴宽度可以延伸为整个反应室的宽度，从而??不会出现ＣＩＪＲ那样的“圆饼’’一样的径向撞击流动结构［４Ｇ］。??２．３．１．１?Ｔ型反应器内吞噬流流动研究??不同于ＣＩＪＲ中两种较简单的层流流动模式，Ｔ型反应器中存在更复杂的流??动结构，不仅与入口雷诺数相关，还与反应器几何参数密切相关。虽然一些研究??者更关注雷诺数对Ｔ型反应器流动结构的影响

【参考文献】：
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本文编号：3354839