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喷射混合器解决热阱隐蔽技术的研究

喷射混合器解决热阱隐蔽技术的研究

作者：刘景芳哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

本文推导了水蒸气-水的喷射混合器的计算公式，设计了一台针对水下运载器工作环境的喷射混合器。对喷射混合器设计所需要的各项参数进行了认真的分析之后，发现喷射系数的取值直接影响到喷射混合器的工作状况的好坏，因此本文对喷射参... 详细信息

本文推导了水蒸气-水的喷射混合器的计算公式，设计了一台针对水下运载器工作环境的喷射混合器。对喷射混合器设计所需要的各项参数进行了认真的分析之后，发现喷射系数的取值直接影响到喷射混合器的工作状况的好坏，因此本文对喷射参数进行了比较合理的取值。为了能够进行实验论证，提出了喷射混合器实验的整体方案，然后又针对实验所要用到的主要的仪器使用进行详细说明，并实际进行了安装调试。为实验做了必要的准备。本文最后通过实验对所设计的喷射混合器进行了实际的验证，实验结果表明，利用喷射混合器完全能够将水下运载器在工作过程中产生的乏热转换释放，达到了设计要求。

关键词：喷射混合器喷射参数实验

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缩合反应喷射混合器的数值模拟与验证

计算机与应用化学 2010年第11期27卷 1531-1534页

作者：刘涛岳金彩毕荣山郑世清青岛科技大学计算机与化工研究所山东青岛266042

采用Fluent软件数值模拟缩合反应制多胺系统的喷射混合器,根据不同几何尺寸喷射器内的速度、压力、组分浓度分布情况,提出优化的喷射器设计并中试装置验证,表明物料的混合效果良好,喷射器压力变化的实验值与模拟值几乎相符,本文所建模... 详细信息

采用Fluent软件数值模拟缩合反应制多胺系统的喷射混合器,根据不同几何尺寸喷射器内的速度、压力、组分浓度分布情况,提出优化的喷射器设计并中试装置验证,表明物料的混合效果良好,喷射器压力变化的实验值与模拟值几乎相符,本文所建模型可为工业规模的喷射混合器设计、放大提供依据和参考。

关键词：缩合反应多胺喷射混合器 CFD

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液液喷射混合器最佳引射角度的CFD模拟

计算机与应用化学 2014年第12期31卷 1439-1443页

作者：刘传超别海燕安维中林子昕朱建民中国海洋大学化学化工学院山东青岛266100 辽宁奥克化学集团辽宁辽阳111003

利用CFD模拟方法,研究了液液喷射混合器中引射流体进料角度的影响行为和优化选择问题。选择7种不同引射角度为考察对象,考察了喷射器内部流体的流动特性与掺混效果。结果表明:不恰当的引射角度将导致引射流体在喷嘴外围环隙的速度和流... 详细信息

利用CFD模拟方法,研究了液液喷射混合器中引射流体进料角度的影响行为和优化选择问题。选择7种不同引射角度为考察对象,考察了喷射器内部流体的流动特性与掺混效果。结果表明:不恰当的引射角度将导致引射流体在喷嘴外围环隙的速度和流量分配不均,进而导致流场偏移;随着引射角度的增加,压力降、喷射系数、混合段流体速度和湍流耗散率呈现出先增大后减小的变化趋势;不同引射角度下流体达到混合完全所需要的距离相同,但是质量分数存在差别。综合分析,在7种引射角中,引射流体的最佳引射角度为60°,此条件下喷射器内混合段流体速度大,喷射系数高,混合效果好,同时对管壁的冲击力小。

关键词：喷射混合器 CFD模拟引射角度

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喉管尺寸对液液喷射混合器混合性能的影响

低温与超导 2018年第12期46卷 11-17页

作者：陈鸿乔陈叔平陈秋雄温永刚金树峰刘丹汪乘红赵一力兰州理工大学石油化工学院兰州730050 深圳市燃气集团有限公司深圳518040

为实现液化天然气热值调整,探究喉管尺寸对液液喷射混合器混合性能的影响,采用Fluent软件对混合器内部复杂的流场进行数值模拟,获得了混合器内部流体速度、压力、湍动能等分布情况,研究了混合器不同喉管直径及长度尺寸参数下其内部流体... 详细信息

为实现液化天然气热值调整,探究喉管尺寸对液液喷射混合器混合性能的影响,采用Fluent软件对混合器内部复杂的流场进行数值模拟,获得了混合器内部流体速度、压力、湍动能等分布情况,研究了混合器不同喉管直径及长度尺寸参数下其内部流体流动特性并分析了流体混合效果。结果表明:随着喉管直径的增大,混合流体湍动能及主流体进口与混合流体出口间压降呈先增大后减小的趋势,当喉管直径为32mm时湍动能和压降均达到最大值,此时边壁流效应消失,混合性能达到最佳。喉管长度在45～95mm范围内,喉管过短时,混合流体湍动能及主流体进口与混合流体出口间压降较小,过长会导致更多的沿程能量损失;而喉管长度为65mm时,湍动能最大,沿程能量损失较小,混合效果较好。

关键词：液化天然气喷射混合器喉管湍动能压降

结构参数对液态甲烷-丙烷喷射混合器混合特性的影响

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低温工程 2018年第4期 49-56页

作者：陈叔平高慧毅陈秋雄温永刚姚淑婷金树峰焦纪强兰州理工大学石油化工学院兰州730050 深圳市燃气集团有限公司深圳518040

为了优化液化天然气气质,探究结构参数对喷射混合器内部流场的影响,优化其结构,基于不同沸点低温液体互溶混合机理,以液态甲烷、液态丙烷为工质,分析了不同引射角度和喷嘴直径喷射混合器内两股流体的流动特性和混合效果。分析结果表明:... 详细信息

为了优化液化天然气气质,探究结构参数对喷射混合器内部流场的影响,优化其结构,基于不同沸点低温液体互溶混合机理,以液态甲烷、液态丙烷为工质,分析了不同引射角度和喷嘴直径喷射混合器内两股流体的流动特性和混合效果。分析结果表明:液态甲烷和丙烷可互溶,引射角度发生变化时,速度核心发生了不同程度的偏移,随着引射角度的增加速度核心偏移程度逐渐得到改善。压降随着引射角度的增加呈现先减小后增大的变化趋势,混合流体出口压力呈增大的趋势,两股流体混合后引射流体质量分数沿中心轴线方向呈逐渐增加的趋势,当引射角度为90度时,两股流体混合后流场分布相对其它引射角度均匀,速度核心偏移现象较不明显,且压力降、混合流体出口压力及引射流体的质量分数最大。喷嘴直径过大时,喷射混合器出口位置出现了回流现象。随着喷嘴直径的增加喷射混合器内两股流体达到均匀混合所需的距离增大,压力降、混合流体出口压力及混合后引射流体质量分数逐渐减小,当喷嘴直径为13 mm时,压力降、混合流体出口压力和两股流体混合后引射流体的质量分数最大。

关键词：喷射混合器引射角压降数值模拟

工艺参数对低温液体喷射混合器混合性能的影响

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低温工程 2019年第2期 27-34,46页

作者：高慧毅陈叔平陈鸿乔陈秋雄温永刚焦纪强兰州理工大学石油化工学院兰州730050 深圳市燃气集团有限公司深圳518040

为了优化液化天然气气质,探究工艺参数对低温液体喷射混合器内部流场的影响,基于不同沸点低温液体互溶混合机理,以液态甲烷、液态丙烷为工质,分析了不同工艺参数喷射混合器内两股流体的流动特性和混合效果。分析结果表明:喷射混合器的... 详细信息

为了优化液化天然气气质,探究工艺参数对低温液体喷射混合器内部流场的影响,基于不同沸点低温液体互溶混合机理,以液态甲烷、液态丙烷为工质,分析了不同工艺参数喷射混合器内两股流体的流动特性和混合效果。分析结果表明:喷射混合器的主流体入口压力、引射流体入口压力及混合流体出口压力均存在一个最优值,在考虑实际生产环境的基础上,应使其值尽可能的接近这一临界值;在其他工艺参数确定的情况下,随着引射流体入口温度的增大,喷射混合器的混合性能越好,可适当增大引射流体入口温度,以提高喷射混合器的混合性能。主流体入口压力0.22 MPa、引射流体入口压力0.1 MPa、混合流体出口压力0.1 MPa、引射流体入口温度249.15 K时,该结构喷射混合器的混合性能最好。

关键词：喷射混合器工艺参数压降流场数值模拟

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旋流射流式喷射混合器内液体混合特性研究

旋流射流式喷射混合器内液体混合特性研究

作者：李春慧东南大学

学位级别：硕士

本论文以旋流射流式喷射混合器为研究对象,采用实验研究和数值模拟相结合的方法,对混合器内液体混合过程进行了研究。分析并考察了混合器的结构参数(包括旋流的加入位置和射流角度的改变)和操作条件(包括射流流体和主流流体的速度比和... 详细信息

本论文以旋流射流式喷射混合器为研究对象,采用实验研究和数值模拟相结合的方法,对混合器内液体混合过程进行了研究。分析并考察了混合器的结构参数(包括旋流的加入位置和射流角度的改变)和操作条件(包括射流流体和主流流体的速度比和混合流体雷诺数的变化)对液体混合过程的影响。论文实验部分采用平面激光诱导荧光技术(PLIF)对混合过程进行研究,结果表明在射流中引入旋流时,相同速度比条件下不同射流角度混合器具有不同的混合效果,存在着最佳射流角度;而相同结构的混合器在不同速度比条件下混合效果也不相同,存在着最佳混合速度比;当速度比大于一定值时,不同射流角度的混合器会出现不同程度的“反溅”现象,但“反溅”出现的位置有所不同,分别为混合管中心处和贴近管壁附近两个位置。主流中引入旋流时,与未引入旋流相比,不仅可以抑制射流孔下方混合“死区”的出现,而且相同速度比条件下浓度场分布更加均匀,“反溅”现象不再明显,混合效果得到显著改善。另外流体混合雷诺数的增加对浓度场分布和90%混合距离影响较小,但能明显缩短90%混合时间。在PLIF实验的基础上,本论文通过大涡模拟,采用动态动能亚格子应力模型对旋流射流式喷射混合器内液体混合过程进行了数值模拟。通过对不同射流角度混合器的无因次璧面距离y值统计、时均浓度对比和能谱分析,结果表明本论文所用的混合器的网格在精度上达到了大涡模拟的要求;LES模拟结果与PLIF实验结果能够较好地吻合,这表明LES方法能够准确预测混合器混合过程的流动状态。通过模拟发现,在射流中引入旋流时,随着射流角度的增加,混合“死区”由射流孔下方的近壁位置变为混合管中心位置,速度场由紊乱状态逐渐呈现规律性,当射流角度达到45°时,射流孔下方混合流体会沿管壁旋转向下流动,混合效果变差。当射流角度为15°时,混合区域的反旋涡对的数量最多,混合效果最好。在主流中引入旋流,当射流引入角度与主流引入角度方向相同时混合管中心会出现较大区域的混合“死区”,主流与射流剪切碰撞作用变弱,混合效果不佳;而射流引入角度与主流引入角度方向相反时,主流与射流流体间的剪切碰撞更为剧烈,会产生更多的旋涡,混合效果相对更好。

关键词：喷射混合器旋流平面激光诱导荧光技术大涡模拟

SK型静态混合器与喷射混合器的CFD模拟研究

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SK型静态混合器与喷射混合器的CFD模拟研究

作者：刘涛青岛科技大学

学位级别：硕士

静态混合器是一种新型化工单元设备,优点为分散效果好、占地面积小、操作成本低、维修简单等;喷射混合器是一种具有高强度混合效果的混合器,优点为混合强度高、改善浓度及温度分布等。与传统混合机械不同,二者均没有机械动力装置,能耗... 详细信息

静态混合器是一种新型化工单元设备,优点为分散效果好、占地面积小、操作成本低、维修简单等;喷射混合器是一种具有高强度混合效果的混合器,优点为混合强度高、改善浓度及温度分布等。与传统混合机械不同,二者均没有机械动力装置,能耗大大降低,且适用范围广,可用于物料的掺混、传质、传热及制备乳液、悬浮液等。近年来,喷射混合器在某些场合还作为反应器来使用,例如催化加氢及青霉素的生产等。国内对静态混合器和喷射混合器的研究尚处于初始阶段,方法上多以实验研究为主,受实验条件限制,不能获得混合器内部详细的流场和浓度信息,只能从宏观上评价混合器的性能,不能直接用来优化设计新的混合器。近年来,已有应用CFD方法对静态混合器和喷射混合器研究,但这些研究只从宏观角度对两者的性能进行考察,没有考虑微观混合对过程的影响。本文运用CFD方法对SK型静态混合器和喷射混合器内的液-液多尺度混合过程进行模拟研究,通过建立混合器内混合效果的评价指标,考察操作条件和设备参数对混合效果及压降的影响。采用纯水、乙醇胺和苯胺盐酸盐溶液三种体系分别对SK型静态混合器与喷射混合器进行对比研究。CFD方法模拟结果表明:(1)长径比e越小、混合元件个数越少、流体雷诺数越小,SK型静态混合器的压降就越小,混合元件多于6个时单元压降值显著增加;(2)长径比e越小、雷诺数越高,SK型静态混合器的混合效果越好;(3)喷射混合器压降随着主流流速的增大而显著增大,引射流速对压降的影响没有主流流速显著;(4)主流流速增加有利于喷射混合器内流体的混合,引射流体流速增加对喷射混合器物料流体的混合不利。采用纯水、乙醇胺和苯胺盐酸盐溶液三种体系对SK型静态混合器与喷射混合器进行对比研究,结果表明:(1)压降:体系粘度对喷射混合器的影响要高于对SK型静态混合器,后者更适宜处理粘度大的物系。相同条件喷射混合器的压降大约是SK型静态混合器压降的几十倍,故后者能耗要低得多,更适合大流量物料的混合;(2)混合时间:雷诺数Re混合器的混合时间随着流量的增加而增加,Re>2000时正相反;低雷诺数时混合时间要比高雷诺数时长很多。喷射混合器的混合时间随着主流流速增加而逐渐变短,提高主流流速能够显著缩短喷射混合器的混合时间;(3)对于SK型静态混合器与喷射混合器,两者的微观混合长度Ls都大于宏观混合长度Lm,说明微观混合是流体混合过程的控制步骤。最终给出的中试装置乙醇胺反应体系的SK型静态混合器与缩合中试装置苯胺/甲醛喷射混合器关键参数的优化设计。目前乙醇胺实验装置正在准备,本文设计的喷射混合器经中试应用验证,达到预期要求,中试装置运转良好,为MDA工业生产装置的设计奠定了基础。

关键词：静态混合器喷射混合器计算流体力学(CFD) 数值模拟宏观混合微观混合

高效多孔撞击式喷射混合器缩颈结构的数值模拟

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化工机械 2023年第4期50卷 510-515页

作者：刘太龙董纪民彭凌风邱明涛段振亚任侠青岛科技大学机电工程学院齐鲁安替制药有限公司中石油华东设计院有限公司

为了实现流量差异较大液体的高效混合,对高效多孔撞击式喷射混合器内缩颈结构进行数值模拟研究。利用Mixture模型模拟不同缩颈直径和长度对该混合器混合效果及流场特性的影响。结果表明,在相同的工况条件下,随着缩颈直径的减小,混合均... 详细信息

为了实现流量差异较大液体的高效混合,对高效多孔撞击式喷射混合器内缩颈结构进行数值模拟研究。利用Mixture模型模拟不同缩颈直径和长度对该混合器混合效果及流场特性的影响。结果表明,在相同的工况条件下,随着缩颈直径的减小,混合均匀度指数和湍流核心区的峰值均呈现上升趋势;随着缩颈长度的增大,混合均匀度指数和湍流核心区的范围也都呈现上升趋势。

关键词：喷射混合器缩颈结构混合均匀度指数湍流耗散率流量差异大液体