振蕩流反應器流動特性研究.pdf

1、振蕩流反應器(OFR)是一種應用活塞或振動膜使液體在內(nèi)設擋板的簡體中進行往復運動的新型裝置,振蕩流和中空擋板是其兩個關鍵的因素,由于兩者的存在,極大的改變了反應器內(nèi)部的流動特性。本文在建立振蕩流反應器裝置下完成粒子成像定性研究流動特性實驗和停留時間分布實驗。應用粒子成像技術考察不同振蕩雷諾數(shù)Re0和斯特勞準數(shù)St下振蕩流反應器的流動模式變化規(guī)律,通過比較分析將實驗結果分成三類:(1)在低振幅(St=2.653～7.958)時,反應器內(nèi)流

2、體不生成旋渦,主流體從擋板中心近似豎直向上流,其中的流體微團隨振蕩流做擾動;(2)當振幅增大(St=0.796～1.989)時,腔室內(nèi)上下?lián)醢暹吘壎汲霈F(xiàn)漩渦,而腔室中心位置混合程度沒有腔室頂部或底部強;(3)St=0.796～1.989且Reo＞2700情況下,整個腔室內(nèi)布滿大小不同的漩渦,漩渦的位置和體積都在不斷變化,整個腔室類似全混釜。根據(jù)粒子成像定性研究流動特性實驗的分析結果,將不同振蕩條件下的流動模式分成三種類型,從基本流體力學

3、方程出發(fā),分別建立流動模型,在振幅為St=2.653～7.958(振幅為0.5～1.5mm)時應用軸向擴散模型;在St=0.796～1.326(振幅為3.0～5.0mm)且振蕩雷諾數(shù)為2700以上的區(qū)域建立帶有腔室級間返混和二次流區(qū)的多級串連全混釜模型;在St=0.796～2.653(振幅為2.0～5.0mm)的區(qū)域內(nèi)建立帶有腔室級間返混、腔室內(nèi)全混釜返混和二次流區(qū)的多級串連全混釜模型。模型計算結果與停留時間分布地實驗結果能較好地符合,