喷射反应器内液-液湍流微观混合的研究

摘要

喷射反应器是近年来发展起来的一种具有高强度混合效果的反应器型式,为了定量反映喷射器内液-液湍流微观混合特性,选择的反应体系是酸碱中和反应,荧光素钠作为此反应的指示剂,其荧光强度依赖于溶液的PH值变化。利用面激光诱导技术(Planar Laser Induced Fluorescence,PLIF)采集不同条件下的图片100张,处理后得到实验条件下H+浓度,表征宏观混合以及微观混合的综合结果。利用计算流体力学软件(CFD),得到相同操作条件下的只表征宏观混合结果的H+浓度。利用这两个浓度定义了一个局部分离度的概念。可以独立地反映喷射器内的微观混合状况,并得到结论如下:(1)喷射速度与引流速度之间的比值越大,达到微观尺度的均匀混合所需的距离越短;(2)在流速比不变的情况下,速度的绝对值越大,就越容易达到微观尺度上的均匀混合。了解了喷射器内详细的微观混合状况,对进一步提高反应的选择性和收率有很大的指导意义。