管線型高剪切混合器液-液過程的性能研究與優(yōu)化.pdf

1、高剪切混合器是一種新型過程強化設備，由于超高的剪切速率與湍動能耗散率，高剪切混合器（HSMs）能夠促使相界面快速更新、強化液滴破碎效率、增大相間接觸面積，在液液傳質與乳化領域有巨大的應用前景。本文針對管線型高剪切混合器（inline-HSM）的液液傳質與乳化性能進行了系統(tǒng)研究，對于其在液-液體系的應用和優(yōu)化具有指導意義。
　　首先，通過煤油-苯甲酸-水萃取體系，測定了葉片-網(wǎng)孔與定轉子-齒合型管線高剪切混合器的液-液傳質性能?？疾?/p>

2、了不同的轉速、兩相流量與表面活性劑濃度對于傳質效率與總體積傳質系數(shù)的影響。并且將實驗結果與操作變量進行了關聯(lián)。實驗發(fā)現(xiàn)，傳質效率與總體積傳質系數(shù)隨轉速和水相流量增加而明顯增大；傳質效率隨有機相流量增加而減小，而總體積傳質系數(shù)隨有機相流量增加而增大。傳質效率與總體積傳質系數(shù)都隨表面活性劑濃度增大呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢。
　　其次，探究了定子幾何結構對葉片-網(wǎng)孔型高剪切混合器乳化和傳質性能的影響。通過實驗測定了在開孔率相同（基于定子外

3、圈計算為24.4％）的情況下，不同開孔形狀（圓形、菱形、“S”型、齒形、十字形）和開孔數(shù)目（30、60、120、480）的定子的液滴分布與傳質系數(shù)。實驗結果表明，定子開孔形狀對液-液體系的平均粒徑和總體積傳質系數(shù)的影響較小，而開孔數(shù)目對分散與傳質效果有明顯影響，乳化與傳質效果隨定子開孔數(shù)目的增加存在最優(yōu)值。流體的凈功耗隨開孔形狀的變化很小，隨開孔數(shù)目的增加呈明顯先增加后減小的趨勢。采用CFD方法對混合器內部湍動能耗散率進行了模擬，結果表