循环射流混合槽内液液两相混合特性数值模拟

摘要

循环射流混合槽作为一种高效的混合装置在化工过程强化处理技术中具有潜在的工业应用前景.由于缺乏对其内多相体系流动和混合行为的研究,制约了循环射流混合反应器的优化设计与工业化应用.本文选取水和二甲基硅油两相体系,采用计算流体力学软件ANSYS Fluent V16.1中Eulerian-Eulerian多相流模型和SST k-?湍流模型,对两种不同加料方式下循环射流混合槽内液液两相射流中心线速度、离析强度、拉伸率等参数进行研究.研究结果表明:分散相浓度(αd)增大射流卷吸能耗增大,在l/s<0.4内αd=1.80％和2.86％量纲为1的射流中心线速度衰减趋势与αd=6.00％相比减弱51％和21％;在低分散相浓度时,量纲为1的射流中心线速度随Re的增大衰减趋势变化小,在l/s<0.24内Re=6346、9519和12692量纲为1的射流中心线速度衰减趋势与Re=3173相比分别减弱2.60％、2.87％和12.69％.离析强度随混合时间的增大而减小,随周向角度增大呈W形变化趋势.在相含率和雷诺数相同时,对称球状较圆柱状加料达到混合时间减少65.5％;不同喷嘴之间的拉伸率随迹线长度的增大而增大,jet1和jet9位置处的拉伸率与其余喷嘴相比较大;相同喷嘴之间拉伸率随Re的增大而增大,Re=6346、9519和12692的拉伸率与Re=3173相比分别提高289％～320％、418％～454％和607％～667％.