層板式混合器混合特性分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).pdf

1、層板式混合器是基于層板構(gòu)型技術(shù)利用微小通道交錯(cuò)噴注原理而設(shè)計(jì)的一種新型靜態(tài)混合器。層板式混合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，能夠適應(yīng)不同粘度的氣體或液體的小容腔均勻混合。
　　本文采用數(shù)值方法對(duì)層板式混合器的混合腔流動(dòng)特性和混合效果進(jìn)行了分析。計(jì)算了噴射角和噴射速度比對(duì)混合效果的影響。隨著噴射角的增大，混合腔內(nèi)的流動(dòng)由以渦旋運(yùn)動(dòng)為主的流動(dòng)狀態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐郧邢蚶@軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為主，且后者的混合效果明顯優(yōu)于前者，流體在繞軸旋轉(zhuǎn)上升的過(guò)程中，不斷

2、地與上層噴口噴入的射流匯合，使噴入的流體隨主流一起旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，噴入的射流與主流存在較大的速度差，因此形成較大的流動(dòng)剪切力，在流動(dòng)剪切力的作用下，兩種流體相互摻混，從而混合均勻。在一定的噴射速度比范圍內(nèi)，混合能達(dá)到較好的效果，超過(guò)了該范圍，混合效果隨著噴射速度比的變化而降低。
　　針對(duì)計(jì)算中可能出現(xiàn)的微尺度效應(yīng)采用二階滑移速度邊界條件對(duì)層板式混合器的流動(dòng)控制通道流動(dòng)的微尺度特性進(jìn)行了分析，隨著Kn數(shù)的增加，速度與壓降的微尺度效應(yīng)更加明

3、顯。以低溫液氧與常溫空氣為流動(dòng)工質(zhì)，對(duì)層板式混合器微尺度效應(yīng)進(jìn)行了分析，得到了流動(dòng)出現(xiàn)微尺度效應(yīng)的臨界厚度，為以后的分析和設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。
　　當(dāng)流體溫差較大時(shí)，層板可能因?yàn)闊釕?yīng)力過(guò)大而遭到破壞，采用有限元方法對(duì)層板結(jié)構(gòu)的溫度分布與熱應(yīng)力進(jìn)行了計(jì)算，對(duì)于本文所采用的預(yù)混器工況，當(dāng)空氣流動(dòng)通道與液氧流動(dòng)通道的直徑分別達(dá)到50mm與35mm時(shí)，層板能較好的滿足熱應(yīng)力的要求。
　　層板式混合器作為空氣加熱器的預(yù)混器應(yīng)用到試驗(yàn)系統(tǒng)中