反应器中射流混合过程的数值模拟和实验研究

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在化学工程中,广泛应用射流来促进不同组成和不同温度的流体之间的快速混合.混合效率的高低直接关系到快速化学反应的选择性和转化率,因此,本文以Beckmann重排反应器的错流射流混合过程和乙烯直接氧化法生产环氧乙烷工艺中的氧气混合器的并流射流混合过程为研究背景,进行流体的射流混合研究.本文基于N-S方程和标准的k~ε双方程湍流模型,借助计算流体力学软件FLUENT6.0分别对二维单孔和多孔并流射流、双孔错流射流进行了模拟计算,深入探讨了不同射流速度,不同射流孔距下并流射流速度场和浓度场的分布规律;同时,将粒子成像测速仪对二维的错流射流流场的测试结果与计算结果进行了比较;在此基础上,对复杂的三维多孔错流射流流场进行了预测,并且提出了一个优化的混合器模型,为工业反应器的设计优化提供必要的参考.
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