超臨界抗溶劑法噴射流場的CFD模擬研究.pdf

1、超臨界抗溶劑(SAS)法是最具發(fā)展前景的微粒化方法之一。析出釜作為SAS法微粒成核及生長的主要場所,是制粒過程中的關(guān)鍵設(shè)備。對(duì)于SAS析出釜,增強(qiáng)溶液噴嘴出口附近射流區(qū)內(nèi)溶液與抗溶劑的湍動(dòng)與混合,有利于提高噴嘴出口附近射流區(qū)內(nèi)溶液的過飽和度,減小顆粒粒徑。此外,減弱釜內(nèi)的漩渦流動(dòng),避免顆粒碰撞,是保持顆粒形貌及粒徑均一的重要保證。
　　析出釜內(nèi)CO2入口與溶液噴嘴的設(shè)置方式是影響釜內(nèi)流場的重要因素。本文采用CFD方法分別研究了CO

2、2側(cè)壁入口和頂部入口情況下析出釜內(nèi)的流場特征。研究結(jié)果表明從側(cè)壁進(jìn)入的CO2入口的高度低于溶液噴嘴高度時(shí),能夠得到利于CO2與溶液混合的流場。對(duì)于CO2從頂部豎直進(jìn)入的情況,CFD模擬結(jié)果表明CO2入口與溶液噴嘴的距離越接近,越能充分利用CO2的入射動(dòng)量促進(jìn)噴嘴出口附近區(qū)域內(nèi)溶液與抗溶劑之間的混合。當(dāng)CO2入口從頂部偏斜一定角度進(jìn)入時(shí),CFD模擬結(jié)果表明,CO2入口與豎直方向夾角的較佳值為45°。
　　本文在CO2入口與豎直方向夾

3、角為45°的條件下,考察了析出釜直徑和CO2入口直徑對(duì)釜內(nèi)流場的影響,借以研究適宜的CO2通量和CO2入射速度。CFD模擬結(jié)果表明,提高析出釜內(nèi)單位面積上CO2的通量,利于加強(qiáng)噴嘴出口附近溶液射流區(qū)內(nèi)流體的湍動(dòng)以及溶液與抗溶劑之間的混合,有助于提高成核速率而減小顆粒粒徑。增大通量還會(huì)促使釜內(nèi)漩渦向釜頂部縮小,利于顆粒形成后在距噴嘴出口更短的距離處開始以平推流的方式向下運(yùn)動(dòng)。這有助于減弱顆粒的碰撞,保持顆粒形貌和粒徑的均一。通過模擬不同C