基于场协同原理的涡发生器强化撞击流反应器混合性能分析

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作者 张建伟 尹祖彪 +1 位作者 董鑫 冯颖 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期283-292,共10页

为了提高撞击流反应器的混合性能,采用数值模拟的方法分析了置入矩形翼涡发生器后撞击流反应器内的流场特性与混合特性,并且优化了矩形翼涡发生器参数。研究了矩形翼涡发生器尺寸参数与位置参数对撞击流反应器混合强度的影响,以及涡发... 为了提高撞击流反应器的混合性能,采用数值模拟的方法分析了置入矩形翼涡发生器后撞击流反应器内的流场特性与混合特性,并且优化了矩形翼涡发生器参数。研究了矩形翼涡发生器尺寸参数与位置参数对撞击流反应器混合强度的影响,以及涡发生器位置参数对反应器内速度分布和湍动能分布的影响,运用传质场协同原理分析了设置矩形翼涡发生器和未设置矩形翼涡发生器的撞击流反应器内速度场和浓度场的协同性。结果表明,随着径向间距r的增加混合强度呈现出先增后减的趋势,当翼宽h、转轴间距d和迎流攻角β逐渐增加时混合强度波动变化,在矩形翼涡发生器的翼宽h=10 mm,转轴间距d=8 mm,径向间距r=30 mm,迎流攻角β=30°时,反应器内混合强度最大,得到的混合效果最佳;在两股流体充分撞击的情况下,撞击流反应器内径向射流区域的速度分布呈现为“双峰”分布规律,涡发生器位置参数的改变可以提高径向速度,在转轴间距d=8 mm、迎流攻角β=30°时径向速度最高,反应器内径向射流区域的湍动能分布呈现出“单峰”分布规律,但涡发生器位置参数的变化对于湍动能分布的影响不大;从场协同的角度分析可知,矩形翼涡发生器的加入改变了撞击流反应器内径向射流的速度大小和方向,进而改善了撞击流反应器内速度场与浓度场的协同性,提高了撞击流反应器的混合性能。 展开更多

关键词 撞击流反应器 场协同理论 矩形翼涡发生器 数值模拟 混合强度

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撞击流反应器法纳米白炭黑的制备 被引量：4

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作者 周玉新 魏新宇 +1 位作者 刘朝霞 郭嘉 《武汉工程大学学报》 CAS 2015年第7期1-4,15,共5页

在浸没循环撞击流反应器中,以九水硅酸钠和硫酸为原料,以表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为分散剂,采用反应-沉淀法制备纳米白炭黑.确定了制备纳米白炭黑的适宜工艺条件:硅酸钠浓度为0.3 mol/L,硫酸的质量浓度为20%,反应终点p H... 在浸没循环撞击流反应器中,以九水硅酸钠和硫酸为原料,以表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为分散剂,采用反应-沉淀法制备纳米白炭黑.确定了制备纳米白炭黑的适宜工艺条件:硅酸钠浓度为0.3 mol/L,硫酸的质量浓度为20%,反应终点p H为5,螺旋桨转速为800 r/min,反应时间70 min,CTAB添加量为0.4g/L.采用T透射电子显微镜对产品进行表征,纳米白炭黑近似球型,粒径为11 nm左右且分散性较好,纯度高,收率达到98%以上.实验所制得纳米白炭黑产品达到2010版中国药典的医药级标准. 展开更多

关键词 撞击流反应器 反应-沉淀法 纳米白炭黑

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立式撞击流反应器中桨叶优化设计 被引量：3

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作者 张涛 吴艳阳 +1 位作者 杨清 李良 《武汉工程大学学报》 CAS 2011年第5期78-81,88,共5页

为探讨倾斜角对立式循环撞击流反应器(VCISR)混合性能和桨叶受力的影响规律,采用数值方法分别模拟了四种倾斜角下对反应器内流速和桨叶受力情况,并展开了对比分析,将桨叶倾斜角θ分别设置为15°、30°、45°、60°.结... 为探讨倾斜角对立式循环撞击流反应器(VCISR)混合性能和桨叶受力的影响规律,采用数值方法分别模拟了四种倾斜角下对反应器内流速和桨叶受力情况,并展开了对比分析,将桨叶倾斜角θ分别设置为15°、30°、45°、60°.结果表明,当θ=45°时,反应器内的混合性能最佳;工质的循环能力最强;上下桨叶受到的合力最小;桨叶绕Z轴旋转的合力矩最小,该结果为立式撞击流反应器的桨叶的倾斜角优化设计提供理论参考依据. 展开更多

关键词 立式撞击流反应器 倾斜角 混合性能

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浅析循环撞击流反应器中的混合 被引量：3

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作者 肖杨 伍沅 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2002年第2期189-190,192,共3页

介绍了撞击流的基本原理,在一系列已有的研究结果的基础上,浅析了循环撞击流反应器中的混合,并指出了对其中的微观混合进行研究的方向．

关键词 循环撞击流反应器 混合特性 微观混合 固体混合 液体混合 结晶过程

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浸没循环撞击流反应器制备纳米氧化铝的工艺研究 被引量：6

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作者 周玉新 程敬华 《武汉工程大学学报》 CAS 2010年第5期1-4,共4页

在撞击流反应器中以硝酸铝和碳酸氢铵为原料、聚乙二醇（PEG）为分散剂采用均匀沉淀法制备纳米氧化铝,并用X-射线衍射仪（XRD）及透射电子显微镜（TEM）对产品进行表征.探讨了原料配比、加料时间、洗涤液体积量比、反应时间等对收率的影... 在撞击流反应器中以硝酸铝和碳酸氢铵为原料、聚乙二醇（PEG）为分散剂采用均匀沉淀法制备纳米氧化铝,并用X-射线衍射仪（XRD）及透射电子显微镜（TEM）对产品进行表征.探讨了原料配比、加料时间、洗涤液体积量比、反应时间等对收率的影响,初步确定适宜的工艺条件为：碳酸氢铵和硝酸铝的摩尔比是6∶1,硝酸铝的加料时间是30 min,洗涤过程中水与乙醇的体积比为1∶1,反应时间为1 h.分析结果表明制得了平均粒径为30~40 nm的-γAl2O3产品,且收率达98.22%. 展开更多

关键词 均匀沉淀法 浸没循环撞击流反应器 硝酸铝 纳米氧化铝

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撞击流反应器中导流螺旋片强化撞击过程的数值模拟 被引量：1

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作者 罗燕 周剑秋 +2 位作者 郭钊 熊卉 杨侠 《武汉工程大学学报》 CAS 2012年第11期60-64,共5页

为研究导流螺旋片对立式循环撞击流强化撞击过程的规律,提出最优的导流螺旋片尺寸.采用Fluent软件对立式循环撞击流反应器中增加导流螺旋片前、后的撞击过程进行数值模拟,得到了导流螺旋片厚度分别为0、10、20、30mm和螺圈数分别为0、1... 为研究导流螺旋片对立式循环撞击流强化撞击过程的规律,提出最优的导流螺旋片尺寸.采用Fluent软件对立式循环撞击流反应器中增加导流螺旋片前、后的撞击过程进行数值模拟,得到了导流螺旋片厚度分别为0、10、20、30mm和螺圈数分别为0、1、2的反应器流场的速度矢量图、特征撞击面上的平均速度和速度均方根差,并对比分析了其传质性能及混合性能.结果表明,增加了导流螺旋片,导流筒内部出现了流线弯曲及流动斜交,提高了流场的各向异性,使流场中速度分层明显,并增大了速度梯度,从而强化了撞击区之外的流场混合.同时,当螺圈数N=1,螺旋片的厚度L=30mm时,反应器内撞击过程中的相间传质效果最好;当不加螺旋片时,反应器内撞击过程中的相间混合效果最好. 展开更多

关键词 立式循环 撞击流反应器 数值模拟 导流片 厚度 螺圈数

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侧、轴向夹角进料水平撞击流反应器研究

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作者 夏代宽 段天平 夏雨 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 2002年第2期64-68,共5页

以空气 -水 ,空气 -CMC(羧甲基纤维素 )水溶液体系 ,采用脉冲示踪和稳态微压差法测取相关数据 ,研究了两侧及轴向进料水平撞击流管式反应器中表观液速 UL、气体喷出速度Ug、及液体粘度 μ在 撞击流和非撞击流下对反应器内平均气含率的... 以空气 -水 ,空气 -CMC(羧甲基纤维素 )水溶液体系 ,采用脉冲示踪和稳态微压差法测取相关数据 ,研究了两侧及轴向进料水平撞击流管式反应器中表观液速 UL、气体喷出速度Ug、及液体粘度 μ在 撞击流和非撞击流下对反应器内平均气含率的影响。得到了当气体喷速为 170m·s-1,管内表观液速为 0 .6m·s-1时 ,气含率εg较大 ,液相分散显著 ,气液接触面较大。由实验测得UL、Ug、μ ,并将其关联得到在上述条件下气含率εg 的关联式 :εg =0 .10 5 8UL1.56Ug0 .573 μ-1.74。并以湿法磷酸 (含P2 O52 2 % ) -氨体系进行热态试验 ,结果表明 :气氨喷速为 170m·s-1,磷酸进料流速为 3.3m·s-1,管内物料表观流速为 0 .6m·s-1时 ,反应器内氨负荷较大 ,混合情况好 ,反应较彻底 ,氨逸出率最低。 展开更多

关键词 三股进料 水平撞击流反应器 气流混合物 混合液 两侧进料 热态试验 轴向夹角进料

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纳米铜粉在撞击流反应器中以次磷酸钠为还原剂的制备

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作者 周玉新 侯学娟 +3 位作者 朱瑛 曹礼洪 郭嘉 沈浩 《武汉工程大学学报》 CAS 2014年第1期5-8,共4页

运用具有良好微观混合性质的新型反应装置——浸没循环撞击流反应器,采用液相化学还原法,以次磷酸钠作为还原剂,硫酸铜为原料,聚乙烯毗咯烷酮为分散剂,进行了制备纳米铜粉的工艺研究.探讨溶液浓度、反应物料摩尔比、反应温度、反应pH值... 运用具有良好微观混合性质的新型反应装置——浸没循环撞击流反应器,采用液相化学还原法,以次磷酸钠作为还原剂,硫酸铜为原料,聚乙烯毗咯烷酮为分散剂,进行了制备纳米铜粉的工艺研究.探讨溶液浓度、反应物料摩尔比、反应温度、反应pH值对产品收率的影响,确定较佳工艺条件为:硫酸铜浓度为0.2 mol/L,次磷酸钠与铜摩尔比为3∶1,反应温度为70℃,反应溶液pH值为1.5,反应时间30 min.采用透射电镜和X射线衍射仪对实验制备的纳米铜粉进行了表征,铜粉呈近似球形,粒径约为10 nm,且纯度很高.其研究结果显示:浸没循环撞击流反应器对制备纳米粉体具有极大优势. 展开更多

关键词 浸没循环撞击流反应器 纳米铜粉 次磷酸钠

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撞击流反应器制备石蜡乳液工艺研究

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作者 王笃政 刘有智 于娜娜 《造纸科学与技术》 北大核心 2013年第3期58-61,89,共5页

本文采用撞击流(IS)反应器作为乳化装置,Span80与Tween80复配作为乳化剂,对制备石蜡乳液的各影响因素进行考察,确定了石蜡乳液适宜的乳化工艺条件:复配乳化剂的HLB值为11、撞击距离5mm、撞击初速10m/s、石蜡含量为20%、乳化剂含量6%、... 本文采用撞击流(IS)反应器作为乳化装置,Span80与Tween80复配作为乳化剂,对制备石蜡乳液的各影响因素进行考察,确定了石蜡乳液适宜的乳化工艺条件:复配乳化剂的HLB值为11、撞击距离5mm、撞击初速10m/s、石蜡含量为20%、乳化剂含量6%、乳化温度85℃;在该条件下,制得的石蜡乳液稳定性和分散性良好,平均粒径为1.5μm。 展开更多

关键词 撞击流反应器 石蜡乳液 造纸施胶剂

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撞击流反应器内微观混合过程的研究 被引量：20

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作者 刘海峰 王辅臣 +2 位作者 吴韬 龚欣 于遵宏 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 1999年第3期228-232,共5页

采用α－萘酚与对氨基苯磺酸重氮盐的偶合竞争串联二级反应体系，在４种型式的两喷嘴对置同轴撞击流反应器内研究了喷嘴中心和环隙射流的动量比、射流速度、喷嘴间距、反应器容积对撞击流反应器内微观混合过程的影响。结果表明：增大喷... 采用α－萘酚与对氨基苯磺酸重氮盐的偶合竞争串联二级反应体系，在４种型式的两喷嘴对置同轴撞击流反应器内研究了喷嘴中心和环隙射流的动量比、射流速度、喷嘴间距、反应器容积对撞击流反应器内微观混合过程的影响。结果表明：增大喷嘴中心和环隙射流的动量比可改善微观混合状况；在撞击区特征停留时间（ｔＲ）处于０．０３ｓ～１．０ｓ的实验范围内存在一最佳特征停留时间ｔＲＣ，当ｔＲ＜ｔＲＣ时，减少ｔＲ并不能有效改善微观混合状况；当ｔＲ＞ｔＲＣ时，减小喷嘴间距Ｌ及反应器容积ＶＲ可改善微观混合状况。 展开更多

关键词 撞击流反应器 混合 微观混合过程 反应器

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基于CFD数值模拟的新型撞击流反应器内管内径的优化

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作者 孙坤岩 宋冠英 李镇江 《青岛科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2018年第2期105-111,共7页

基于CFD数值模拟技术,对新型撞击流反应器内管内径进行了优化。该反应器由同轴的内外管构成,其中外管固定于机架,内管由锥齿轮带动做旋转运动,内管管壁均匀开设多排微孔,同轴的内外管之间构成环形微反应区。内管内径尺寸直接影响着反应... 基于CFD数值模拟技术,对新型撞击流反应器内管内径进行了优化。该反应器由同轴的内外管构成,其中外管固定于机架,内管由锥齿轮带动做旋转运动,内管管壁均匀开设多排微孔,同轴的内外管之间构成环形微反应区。内管内径尺寸直接影响着反应器内部的压力和湍动能的分布,从而决定了微反应区内两种反应液的混合程度,因此它是反应器的一个重要设计参数。本工作系统研究了不同内管内径对环形微反应区内流场结构的影响,结果表明:内管内径为2mm时,在各排微孔处产生的撞击束均获得了较高的能量,微孔喷射速度大,且其喷射速度和湍动能自上而下逐渐增加,反应液在停留时间较短的反应器的底部,具有更好的撞击效果,有利于反应液的充分混合与反应。 展开更多

关键词 旋转式同轴撞击流反应器 内管内径 CFD数值模拟 有限元分析

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内循环撞击流生物膜反应器处理高氨氮废水试验研究 被引量：4

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作者 李国朝 杨涛 +1 位作者 陈捷 张新华 《安徽农业科学》 CAS 北大核心 2011年第9期5205-5206,5209,共3页

[目的]研究内循环撞击流生物膜反应器处理高浓度氨氮废水的性能。[方法]采用内循环撞击流生物膜反应器,以玉米芯为生物载体处理模拟高氨氮废水,探讨了C/N比、溶解氧(DO)对COD和NH4+-N去除效果的影响。[结果]在进水NH4+-N 200 mg/L、DO 2... [目的]研究内循环撞击流生物膜反应器处理高浓度氨氮废水的性能。[方法]采用内循环撞击流生物膜反应器,以玉米芯为生物载体处理模拟高氨氮废水,探讨了C/N比、溶解氧(DO)对COD和NH4+-N去除效果的影响。[结果]在进水NH4+-N 200 mg/L、DO 2mg/L、C/N比分别为1.0和1.5时,对COD的去除效果没有明显影响,均高达92%以上;C/N为1.5时,COD和NH 4+-N平均去除率最高,分别达92.7%和41.2%;在C/N为2.0时,去除率显著降低,COD和NH4+-N平均去除率分别降至20%和10%左右;在C/N为1.5、NH 4+-N 200 mg/L时,DO对COD的去除影响不大,但对NH 4+-N的去除影响较大,DO浓度从4 mg/L降到1 mg/L时,NH 4+-N去除率从46.4%降至17.1%。[结论]该研究为高氨氮废水处理提供了理论依据。 展开更多

关键词 内循环撞击流生物膜反应器 玉米芯 C/N比 氨氮废水

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基于撞击流微反应器连续制备纳米ZnO及其光催化性能研究

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作者 桑朋涛 赵倩 李镇江 《青岛科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第5期452-456,共5页

以Zn(NO3)2、Na2CO3为原材料,采用自制撞击流微反应器连续制备出纳米ZnO,系统研究了反应温度、反应物浓度、进料速率等工艺条件对所制备纳米ZnO光催化性能的影响,采用SEM、XRD等测试手段对制备产物的物相及微观形貌进行了表征。结果表明... 以Zn(NO3)2、Na2CO3为原材料,采用自制撞击流微反应器连续制备出纳米ZnO,系统研究了反应温度、反应物浓度、进料速率等工艺条件对所制备纳米ZnO光催化性能的影响,采用SEM、XRD等测试手段对制备产物的物相及微观形貌进行了表征。结果表明,采用撞击流微器可实现纳米ZnO的连续高效制备,其光催化性能随着反应温度和进料速率的增大而升高,随着反应物浓度的增大先提高后降低。当反应温度为80℃,反应物浓度为0.3mol·L-1,Na2CO3溶液的进料速率为350mL·min-1、Zn(NO3)2溶液的进料速率为291mL·min-1时,可制得平均粒径为20.1nm,粒径分布较均匀的纳米ZnO。以其为光催化剂,在100W高压汞灯照射下降解甲基橙(MO)40min,其降解率可达到93.9%,表现出良好的光催化性能。 展开更多

关键词 撞击流微反应器 ZNO纳米材料 光催化活性

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