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题名非牛顿流体在叶片式静态混合器中的传热强化特性
被引量：2
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作者
禹言芳
丁鹏程
孟辉波
石博文
姚云娟
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机构
沈阳化工大学机械与动力工程学院
中国石油大学(华东)新能源学院
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出处
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期1145-1156,共12页
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基金
辽宁特聘教授计划(辽教函[2018]35号)
国家自然科学基金(21476142)
+3 种基金
辽宁省教育厅重点项目(LJKZ0429,LJKMZ20220773)
辽宁省自然科学基金(2022-MS-290,2019-ZD-0082)
青岛市自然科学基金(23-2-1-236-zyyd-jch)
中国石油大学(华东)引进人才科研基金(R20220113)。
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文摘
非牛顿流体在化学、食品和材料等领域具有关键作用,但高表观黏度使其通常具有低传热特性。叶片式静态混合器作为一种高效的传热强化设备,在化工过程强化中具有鲜明的技术特色。本文针对非牛顿流体在Kenics静态混合器(KSM)和Lightnin静态混合器(LSM)内的流动和传热特性进行了比较研究。重点分析了体积流量、元件长径比及流体浓度等参数对羧甲基纤维素(CMC)幂律流体的流动及传热影响。结果表明,在相同工况下,随着CMC溶液的体积流量增大,管道内的换热系数和压降均增大。静态混合元件的插入使得换热系数和压降显著提高且Lightnin元件产生的影响更明显。元件长径比和CMC溶液浓度影响流体在管道内的流动和换热。随着长径比的减小,传热性能得到提高,但其增大的阻力系数影响占据主导地位,综合换热性能系数(PEC)降低。溶液浓度的增大使得管道换热能力逐步削弱,并对管道内压降的提升有显著影响,综合换热性能降低。总结得出,在体积流量为4.5×10^(-4)m^(3)/s,质量分数为0.374%、长径比为3.0时,KSM的PEC最大为2.114。
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关键词
非牛顿流体
静态混合器
传热
综合换热性能系数
数值模拟
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Keywords
non-Newtonian fluids
static mixer
heat transfer
comprehensive heat transfer performance coefficient
numerical simulation
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分类号
TQ051.7
[化学工程]
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