微通道内低黏聚合物流体的停留时间分布研究

摘要

以低分子量的聚丙二醇为流动介质、酸性橙的N,N-二甲基乙酰胺溶液为示踪剂,采用脉冲响应法测定了螺旋型微通道(MC)反应器内的停留时间分布(RTD),验证了平行多釜串联(PTIS)模型与RTD实验数据的匹配性,系统考察了MC长度和Reynolds数(Re)对RTD的影响,并讨论了流体径向速度分布指数y和Peclet数(Pe)的变化规律.结果表明,RTD随MC长度的增加而变窄.当通过降低黏度来增大Re时,RTD随之变窄.当通过增大流速来增大Re时,若管径较大,则RTD随之变窄.但若管径较小且管长不长时,则RTD随Re的增加而变宽;如管长较长,则RTD随Re(或流速)的增加先变宽后变窄,即存在临界Reynolds数(Rec).RTD的这些变化规律表明,二次流动和径向分子扩散对细小管径的MC的RTD有显著的影响.