新型靜態(tài)混合器傳熱及混合性能的研究.pdf

1、靜態(tài)混合器是18世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一種無機械運動的混合裝置。當(dāng)流體流過靜態(tài)混合器時，流體產(chǎn)生分割、匯合等行為，從而達到強化混合和傳熱的效果。靜態(tài)混合器促進混合或傳熱效果的增強都是要以阻力的增加為代價的，因而如何提高靜態(tài)混合器的混合或傳熱效果并降低其阻力是當(dāng)前研究的熱點。本課題研究了一種低壓降的新型靜態(tài)混合器-立交盤，并對其壓降、傳熱及混合性能進行了測試。 實驗首先以水、柴油、導(dǎo)熱油及麥芽糖漿等為實驗介質(zhì)，測定了雷諾數(shù)范圍為1

2、×10-4～4×104條件下，含有立交盤管路的壓降，整合了雷諾數(shù)與摩擦系數(shù)的數(shù)學(xué)關(guān)系式，劃分了層流區(qū)、過渡區(qū)、湍流區(qū)的邊界。本課題同時研究了立交盤靜態(tài)混合器對高粘流體傳熱過程的強化及出口的溫度分布。傳熱實驗以麥芽糖漿為介質(zhì)，分別在水平管與垂直管中對比了空管與帶盤條件下傳熱效果的差異，整合了傳熱關(guān)聯(lián)式。在爬流條件下(Re＜0.1)，壓降約為空管的7倍，在層流條件下(0.1＜Re＜80)，壓降約為空管的10倍。在過渡區(qū)內(nèi)，壓降約為空管的10

3、～40倍，在湍流區(qū)內(nèi)(Re＞400)，壓降增加劇烈，約為空管40倍。立交盤對傳熱有較強促進作用，在高粘條件下有較好的應(yīng)用，傳熱效果約提高二到四倍，出口溫度分布較空管明顯均化。在各向異性的加熱條件下，由于立交盤的液體換位作用的局限性，造成水平放置的換熱管內(nèi)上部液體始終在上部，下部始終在下部，因此如果配合螺旋片使用，換熱效果將會有所提高。由于實驗設(shè)備的原因，僅定性的對立交盤混合效果進行了研究，總結(jié)了立交盤混合方面的一些優(yōu)缺點，并提出了改進方