Lightnin内插件强化混合器内湍流混合及反应特性

作     者：禹言芳 贺媛媛 杨鹏 姚云娟 孟辉波 吴剑华 Yanfang YU;Yuanyuan HE;Peng YANG;Yunjuan YAO;Huibo MENG;Jianhua WU

作者机构：沈阳化工大学辽宁省高效化工混合技术重点实验室辽宁沈阳110142 

出 版 物：《过程工程学报》 (The Chinese Journal of Process Engineering)

年 卷 期：2022年第22卷第12期

页      面：1683-1690页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 081701[工学-化学工程] 

基　　金：辽宁特聘教授计划(编号:辽教函35号) 国家自然科学基金资助项目(编号:21476142) 辽宁省教育厅科技计划项目(编号:LJKMZ20220773,LJKZ0429) 辽宁省“百千万人才工程”(编号:201892151) 辽宁省自然科学基金(编号:2022-MS-290) 沈阳市中青年科技创新人才计划(编号:RC200032)。 

主　　题：Lightnin内插件 组分输运模型 串联竞争反应 径流数 离集指数 

摘      要：采用计算流体力学组分输运模型和SST k-ω湍流模型,在Re=3000~9000范围内研究Lightnin静态混合器内萘酚(组分A)与对氨基苯磺酸(组分B)偶合氮化串联竞争反应,分析化学反应场中各组分浓度分布规律、湍流流动及微观混合特性。Lightnin内插件能够推进管内主反应的高效进行,副产物S较少且其浓度在0.0004~0.03 mol/L,而主产物R的浓度较副产物S高两个数量级。湍流强度随着雷诺数的增大呈现明显上升趋势,Re=3000时z/l=2处的湍流强度峰值(达到2.95)是出口处的2.02倍。湍流耗散率ε随径向位置的增加而减小,w_(A)=0.5~0.6时浓度对ε的影响微弱,而w_(A)=0.7~0.9时ε的轴向和径向分布随着浓度的增大逐渐减小,w_(A)=0.6~0.9时z/l=10处的ε相比于w_(A)=0.5时依次减小2.43%,8.86%,19.80%,42.25%。Re=6000~9000时径流数呈周期规律分布,偶数旋流元件内形成小峰值,奇数元件内则内凹。组分A与组分B在摩尔比一定的条件下,Re=4000~9000出口位置处的微观混合特性相比于Re=3000时分别增强18.22%~55.34%。