噴射反應(yīng)器的數(shù)值模擬、優(yōu)化及放大研究.pdf

1、本文首先借助于流體力學(xué)模擬軟件CFX5對(duì)噴射反應(yīng)器進(jìn)行了三維數(shù)值模擬，給出噴射反應(yīng)器的內(nèi)部流場(chǎng)、壓力場(chǎng)、組分濃度場(chǎng)等信息，并以酸堿快速反應(yīng)體系為例，詳細(xì)地分析了噴射反應(yīng)器結(jié)構(gòu)尺寸(擴(kuò)散段角度、噴嘴/混合段直徑比及噴嘴位置)對(duì)流動(dòng)混合特性、阻力分布及反應(yīng)行為的影響規(guī)律。結(jié)果表明：(1)擴(kuò)散角度越小，噴射反應(yīng)器內(nèi)流體混合越好，相同截面上轉(zhuǎn)化率越高，但同時(shí)噴射器的阻力也越大，需要消耗的動(dòng)能越多；(2)噴嘴/混合段直徑比存在一個(gè)最優(yōu)值0.35，

2、大于該值，則噴射反應(yīng)器內(nèi)相同截面上轉(zhuǎn)化率變低，而小于該值則會(huì)消耗更多的動(dòng)能但轉(zhuǎn)化率不會(huì)進(jìn)一步提高；(3)噴嘴出口離混合段距離越遠(yuǎn)，反應(yīng)越先完成，噴嘴出口位置與吸入管中心在同一平面時(shí)反應(yīng)效果最好。 其次，對(duì)噴射反應(yīng)器的放大效應(yīng)進(jìn)行研究，研究結(jié)果表明：根據(jù)速度相似原則放大的噴射反應(yīng)器的反應(yīng)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如原始噴射器的性能，而雷諾數(shù)相似原則用于噴射反應(yīng)器的放大也不能滿足要求。采用同時(shí)增大流速和結(jié)構(gòu)尺寸(也即增大雷諾數(shù))的方法放大噴射反應(yīng)器