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Kenics型静态混合器中幂律流体与颗粒混合过程分析
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作者 张静 蒋灿 +2 位作者 周承昊 王瑶 龚斌 《当代化工》 CAS 2024年第3期695-700,725,共7页
针对Kenics型静态混合器内固体颗粒在幂律流体中的孤岛现象的产生机理进行研究。运用Fluent数值模拟固相颗粒与CMC水溶液在Kenics静态混合器中的混合过程,并利用浓度变异系数(COV)对颗粒分布特性进行量化分析。研究表明:提高流体表观黏... 针对Kenics型静态混合器内固体颗粒在幂律流体中的孤岛现象的产生机理进行研究。运用Fluent数值模拟固相颗粒与CMC水溶液在Kenics静态混合器中的混合过程,并利用浓度变异系数(COV)对颗粒分布特性进行量化分析。研究表明:提高流体表观黏度和流体入口速度,颗粒停留时间缩短,COV值降低,混合效果提高。在第4~8个扭旋叶片中间截面上均形成了两对对称的无粒子孤岛,降低流体表观黏度和提高流体入口速度,孤岛边界更清晰。扭旋叶片诱导的内流涡旋和近壁面涡旋有较高的涡量,涡旋中心局域形成无粒子孤岛,相邻叶片交错区域,随着涡旋耗散孤岛消失。 展开更多
关键词 kenics静态混合器 幂律流体 液固混合 变异系数 无粒子孤岛
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Kenics型静态混合器对含水原油均质化效果影响数值模拟
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作者 万捷 林睿 +5 位作者 葛芸芸 戴波 陈贤 黄申 王礼东 刘恩斌 《石油与天然气化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期83-89,共7页
目的针对含水原油在输送过程中水分分布不均匀或大量聚集的现象,将Kenics静态混合器引入到含水原油输送过程中,并对其均质化效果进行分析。方法采用FLUENT软件对管道内流场进行模拟,并用变异系数和液滴平均粒径对均质化效果进行评价,分... 目的针对含水原油在输送过程中水分分布不均匀或大量聚集的现象,将Kenics静态混合器引入到含水原油输送过程中,并对其均质化效果进行分析。方法采用FLUENT软件对管道内流场进行模拟,并用变异系数和液滴平均粒径对均质化效果进行评价,分析了混合单元排列方式、扭角、长径比和数量对均质化效果的影响。结果使用排列方式为异向叉排、扭角为240°、长径比为0.5、数量为10个的Kenics静态混合器不仅能使油水两相分布均匀,还能获得更小的液滴平均粒径,从而实现更好的均质化效果。结论排列方式为异向叉排时均质化效果最好;随着扭角的增大,管线出口的变异系数和液滴平均粒径呈下降趋势;随着长径比的减小和数量的增多,出口的变异系数值趋于相同,但能获得更小的液滴平均粒径。通过均质化处理后,可以使取样样本更加准确地体现储罐原油的含水率,避免造成油品交接纠纷,保证油品外输任务的完成。 展开更多
关键词 kenics 静态混合器 均质化 数值模拟 含水原油
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CFD-PBM coupled modeling of the liquid-liquid dispersion characteristics and structure optimization for Kenics static mixer
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作者 Junhai Deng Shilin Lan +4 位作者 Juchang Wu Shenghua Du Weidong Liu Luchang Han Yefeng Zhou 《Chinese Journal of Chemical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第6期173-188,共16页
Kenics static mixers(KSM)are extensively used in industrial mixing-reaction processes by virtue of high mixing efficiency,low power homogenization and easy continuous production.Resolving liquid droplet size and its d... Kenics static mixers(KSM)are extensively used in industrial mixing-reaction processes by virtue of high mixing efficiency,low power homogenization and easy continuous production.Resolving liquid droplet size and its distribution and thus revealing the dispersion characteristics are of great significance for structural optimization and process intensification in the KSM.In this work,a computational fluid dynamics-population balance model(CFD-PBM)coupled method is employed to systematically investigate the effects of operating conditions and structural parameters of KSM on droplet size and its distribution,to further reveal the liquid-liquid dispersion characteristics.Results indicate that higher Reynolds numbers or higher dispersed phase volume fractions increase energy dissipation,reducing Sauter mean diameter(SMD)of dispersed phase droplets and with a shift in droplet size distribution(DSD)towards smaller size.Smaller aspect ratios,greater blade twist and assembly angles amplify shear rate,leading to smaller droplet size and a narrower DSD in the smaller range.The degree of impact exerted by the aspect ratio is notably greater.Notably,mixing elements with different spin enhance shear and stretching efficiency.Compared to the same spin,SMD becomes 3.7-5.8 times smaller in the smaller size range with a significantly narrower distribution.Taking into account the pressure drop and efficiency in a comprehensive manner,optimized structural parameters for the mixing element encompass an aspect ratio of 1-1.5,a blade twist angle of 180°,an assembly angle of 90°,and interlaced assembly of adjacent elements with different spin.This work provides vital theoretical underpinning and future reference for enhancing KSM performance. 展开更多
关键词 CFD Population balance Liquid-liquid dispersion kenics static mixer
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Kenics静态混合器在水平液固循环流化床中的研究 被引量:8
4
作者 张少峰 王江涛 刘燕 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期43-46,共4页
为了解决水平液固循环流化床中颗粒分布不均匀问题,在内径29 mm、长4 m的水平有机玻璃管流化床内放入Kenics静态混合器,采用CCD图像测量与数据处理系统考察静态混合器的结构、个数、安装位置对液固二相流中颗粒分布的影响;同时,利用U型... 为了解决水平液固循环流化床中颗粒分布不均匀问题,在内径29 mm、长4 m的水平有机玻璃管流化床内放入Kenics静态混合器,采用CCD图像测量与数据处理系统考察静态混合器的结构、个数、安装位置对液固二相流中颗粒分布的影响;同时,利用U型管压差计考察不同条件下静态混合器的压降。实验结果表明:Kenics静态混合器能明显地改善管内颗粒分布情况;单个扭率Y=3.5的Kenics静态混合器压降最小;2个扭率Y=3.5的Kenics静态混合器间距为40 mm时对颗粒分布影响长度是最长的。 展开更多
关键词 液固循环流化床 水平管 颗粒分布 kenics 分布不均匀度
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带有Kenics静态混合器的水平液固两相流化床换热管的压降研究 被引量:4
5
作者 刘燕 李洪彬 +1 位作者 王晋刚 张少峰 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期2579-2582,共4页
以饱和硫酸钙为介质,在安装Kenics静态混合器的水平液固两相流化床换热管上进行实验研究,考察介质流速、Kenics静态混合器扭率、颗粒体积分数及颗粒尺寸对压降的影响,并与冷态实验条件下的压降变化规律进行比较。结果表明:同等操作... 以饱和硫酸钙为介质,在安装Kenics静态混合器的水平液固两相流化床换热管上进行实验研究,考察介质流速、Kenics静态混合器扭率、颗粒体积分数及颗粒尺寸对压降的影响,并与冷态实验条件下的压降变化规律进行比较。结果表明:同等操作条件,安装Kenics静态混合器后压降比安装前提高20%~140%;压降随雷诺数的增大而增大,随Kenics静态混合器扭率的增大而减小;颗粒体积分数对压降也有影响。根据实验数据,得出了稳定操作条件下压降与上述影响因素之间的经验关联式,为带有Kenics静态混合器的水平液固两相流化床换热器的设计提供计算依据。 展开更多
关键词 液固两相流化床 压降 kenics静态混合器 扭率 换热器 水平管
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Kenics混合器混合性能的模拟研究 被引量:8
6
作者 王丽 张沛 姬宜朋 《塑料》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期87-93,86,共8页
利用Fluent有限元分析软件计算了流体流过Kenics混合器过程中的应变速率,进而分析混合元件转速与旋转式Kenics混合器混合效率的关系,以及混合元件与机筒间隙对静态和旋转式Kenics混合器对混合效率的影响。模拟分析结果表明:旋转式Kenic... 利用Fluent有限元分析软件计算了流体流过Kenics混合器过程中的应变速率,进而分析混合元件转速与旋转式Kenics混合器混合效率的关系,以及混合元件与机筒间隙对静态和旋转式Kenics混合器对混合效率的影响。模拟分析结果表明:旋转式Kenics混合器混合效率随转速增加而提高;减小混合元件与机筒间间隙有利于增加静态Kenics混合器混合效率,但间隙的减小对旋转式Kenics混合器混合效率的影响却很小。 展开更多
关键词 kenics混合器 数值模拟 混合效率 应变速率
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带有Kenics静态混合器的水平液固循环流化床颗粒分布的数值研究 被引量:3
7
作者 刘燕 张丽梅 +1 位作者 张少峰 杜亚威 《河北工业大学学报》 CAS 北大核心 2014年第5期49-54,共6页
利用STAR-CCM+软件建立Eulerian-Lagrangian模型,对带有Kenics静态混合器的水平管内低浓度液固两相流动时的颗粒分布进行了数值模拟,考察了液体流速、Kenics静态混合器扭率、颗粒体积分数对水平管中颗粒分布的影响.结果表明:Kenics静态... 利用STAR-CCM+软件建立Eulerian-Lagrangian模型,对带有Kenics静态混合器的水平管内低浓度液固两相流动时的颗粒分布进行了数值模拟,考察了液体流速、Kenics静态混合器扭率、颗粒体积分数对水平管中颗粒分布的影响.结果表明:Kenics静态混合器的加入能够很好地改善水平管内颗粒径向分布不均匀情况,且扭率越大,效果越明显;流速的增大和颗粒体积分数的增加都可以改善颗粒固含率径向分布不均匀情况.同时通过和文献中的实验结果进行比较,验证了所选模型的可靠性. 展开更多
关键词 液固循环流化床 kenics静态混合器 颗粒分布 数值模拟 水平管
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Kenics静态混合元件的快速原型制造 被引量:1
8
作者 翟俊霞 涂善东 《化工机械》 CAS 2003年第2期112-115,共4页
叙述了应用快速原型制造方法快速设计、制造静态混合元件的过程 。
关键词 kenics静态混合元件 快速原型制造 反求工程 敏捷化
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带有Kenics静态混合器的水平液固循环流化床流动阻力的数值研究
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作者 刘燕 张丽梅 +1 位作者 张少峰 杜亚威 《河北工业大学学报》 CAS 2015年第5期75-78,82,共5页
利用STAR-CCM+软件建立Eulerian-Lagrangian模型,对水平管内低浓度液固两相流动时Kenics静态混合器的流动阻力进行了数值模拟,考察了雷诺数、Kenics静态混合器扭率、颗粒体积分数对Kenics静态混合器流动阻力的影响,并且通过对数据模拟... 利用STAR-CCM+软件建立Eulerian-Lagrangian模型,对水平管内低浓度液固两相流动时Kenics静态混合器的流动阻力进行了数值模拟,考察了雷诺数、Kenics静态混合器扭率、颗粒体积分数对Kenics静态混合器流动阻力的影响,并且通过对数据模拟结果进行多元线性回归得到Kenics静态混合器流动阻力摩擦系数关联式.结果表明:在同一雷诺数下,摩擦系数随Kenics静态混合器扭率的增大而增大,随体积分数的增大而增大.同时通过和文献中的实验、计算数据进行比较,证实了结果的可靠性. 展开更多
关键词 液固循环流化床 kenics静态混合器 流动阻力 数值模拟 水平管
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Kenics型静态混合器在高雷诺数下的压力降研究 被引量:6
10
作者 陈立波 聂欣 潘华辰 《机电工程》 CAS 2009年第12期108-111,共4页
为了获得Kenics型静态混合器在高雷诺数下的压力降规律,在雷诺数Re=4100~4000000范围内,采用计算流体力学(CFD)方法,通过对5种不同长径比的Kenics静态混合器的内部流动进行数值模拟来获取数据。量纲分析表明了Kenics静态混合器的... 为了获得Kenics型静态混合器在高雷诺数下的压力降规律,在雷诺数Re=4100~4000000范围内,采用计算流体力学(CFD)方法,通过对5种不同长径比的Kenics静态混合器的内部流动进行数值模拟来获取数据。量纲分析表明了Kenics静态混合器的压力降特性可以通过3个无量纲参数:摩擦因数Cf、混合器单元长径比AR、雷诺数Re来描述。根据数值模拟结果作出了这3个参数的关系曲线,提出了一个新的无量纲压力降关系式。研究结果表明,在雷诺数大于200000时,Cf值趋于恒定,与Re值无关,同时通过和文献中的实验、计算数据进行比较,证实了压力降曲线和关系式的准确性。 展开更多
关键词 kenics型静态混合器 计算流体力学 压力降关系式 无量纲参数
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CFD modeling of immiscible liquids turbulent dispersion in Kenics static mixers: Focusing on droplet behavior 被引量:13
11
作者 M.M.Haddadi S.H.Hosseini +1 位作者 D.Rashtchian G.Ahmadi 《Chinese Journal of Chemical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2020年第2期348-361,共14页
The present study is concerned with the computational fluid dynamics(CFD)simulation of turbulent dispersion of immiscible liquids,namely,water–silicone oil and water–benzene through Kenics static mixers using the Eu... The present study is concerned with the computational fluid dynamics(CFD)simulation of turbulent dispersion of immiscible liquids,namely,water–silicone oil and water–benzene through Kenics static mixers using the Eulerian–Eulerian and Eulerian–Lagrangian approaches of the ANSYS Fluent 16.0 software.To study the droplet size distribution(DSD),the Eulerian formulation incorporating a population balance model(PBM)was employed.For the Eulerian–Lagrangian approach,a discrete phase model(DPM)in conjunction with the Eulerian approach for continuous phase simulation was used to predict the residence time distribution(RTD)of droplets.In both approaches,a shear stress transport(SST)k-ωturbulence model was used.For validation purposes,the simulated results were compared with the experimental data and theoretical values for the Fanning friction factor,Sauter mean diameter and the mean residence time.The reliability of the computational model was further assessed by comparing the results with the available empirical correlations for Fanning friction factor and Sauter mean diameter.In addition,the influence of important geometrical and operational parameters,including the number of mixing elements and Weber number,was studied.It was found that the proposed models are capable of predicting the performance of the Kenics static mixer reasonably well. 展开更多
关键词 CFD Liquid–liquid dispersion kenics static MIXER Eulerian–Eulerian APPROACH Eulerian–Lagrangian APPROACH
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Kenics型静态混合器内分散相液滴破碎和聚结过程的CFD-PBM数值模拟 被引量:5
12
作者 王宗勇 王亮 孟辉波 《过程工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期935-943,共9页
采用CFD-PBM耦合方法对Kenics型静态混合器内分散相油滴破碎及聚并行为进行数值模拟研究,分析了雷诺数、混合元件数、元件长径比等参数对分散相液滴粒径的影响,揭示了分散相在Kenics静态混合器内流动过程中液滴粒径的演化规律。结果表明... 采用CFD-PBM耦合方法对Kenics型静态混合器内分散相油滴破碎及聚并行为进行数值模拟研究,分析了雷诺数、混合元件数、元件长径比等参数对分散相液滴粒径的影响,揭示了分散相在Kenics静态混合器内流动过程中液滴粒径的演化规律。结果表明,随雷诺数增大,分散相液滴出口粒径不断减小,并出现临界趋势;静态混合器的前几个元件段粒径下降较快,雷诺数越高,油滴破碎达到稳定粒径所需的流动距离越短,而元件数仅在较低雷诺数下对粒径有明显影响;相同雷诺数下元件的长径比越小,其出口粒径越小,且达到稳定所需流动距离越短。 展开更多
关键词 kenics静态混合器 油水 破碎 聚并 群体平衡模型
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幂律流体在Kenics型静态混合器中流动特性分析 被引量:4
13
作者 张静 黄思旭 +2 位作者 蒋灿 吴剑华 龚斌 《过程工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期622-630,共9页
为了探究Kenics型静态混合器内扭旋叶片剪切作用对幂律流体流动的影响,利用旋转流变仪测量了浓度为0.5wt%,0.7wt%,0.9wt%的羧甲基纤维素(CMC)水溶液的流变参数,采用数值模拟与实验研究了扭旋叶片作用下幂律流体流动阻力和剪切稀化特性... 为了探究Kenics型静态混合器内扭旋叶片剪切作用对幂律流体流动的影响,利用旋转流变仪测量了浓度为0.5wt%,0.7wt%,0.9wt%的羧甲基纤维素(CMC)水溶液的流变参数,采用数值模拟与实验研究了扭旋叶片作用下幂律流体流动阻力和剪切稀化特性。对流场研究表明,扭旋叶片诱导产生了内流涡旋、绕流涡旋和近壁面涡旋,有效强化了静态混合器内流体流动的剪切作用。受多个纵向涡旋分布的影响,扭旋叶片局域流场中周向45°位置速度最高,周向30°位置涡量与剪切应力最高而黏度最低。径向0.4倍半径位置速度最高,0.7倍半径位置黏度最高。静态混合器有效提高了流体的二次流流动速度和剪切应力,降低了幂律流体的黏度和流动阻力系数。 展开更多
关键词 kenics静态混合器 幂律流体 剪切稀化 涡旋
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Kenics型静态混合器充分发展段纵向涡演变分析 被引量:4
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作者 李权树 魏思远 +1 位作者 龚斌 张静 《过程工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期549-555,共7页
为分析Kenics型静态混合器内充分发展段沿轴向二次流纵向涡的形成诱因及演变过程,运用大涡模拟对混合器内流场进行研究,数值模拟结果与实验结果吻合较好.结果表明,在第7个扭旋叶片所在区域内含3种旋涡,分别为叶片入口分割上一段流体后... 为分析Kenics型静态混合器内充分发展段沿轴向二次流纵向涡的形成诱因及演变过程,运用大涡模拟对混合器内流场进行研究,数值模拟结果与实验结果吻合较好.结果表明,在第7个扭旋叶片所在区域内含3种旋涡,分别为叶片入口分割上一段流体后产生的合并旋涡、随扭旋叶片一起旋转的内流旋涡和绕流旋涡.绕流旋涡是扭旋叶片高扭率产生的科氏力导致单侧流体压力不平衡,使边界层产生分离形成的诱导旋涡.沿轴向将第7个扭旋叶片所在区域流场平均分成4段,第一和第二段的横截面上存在5个纵向涡,涡量和湍动强度平均值分别比第三和第四段高23.0%和8.93%.在相邻叶片的分界面处,旋涡破碎和聚合产生能量损耗,使近壁面的涡量陡增,高出平均值73.0%. 展开更多
关键词 kenics型静态混合器 大涡模拟 纵向涡 演变 充分发展
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水平液固循环流化床换热器传热性能研究 被引量:2
15
作者 王智 刘燕 +2 位作者 裴程林 张英迪 张伟 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期55-59,78,共6页
通过对管内插入Kenics静态混合器的水平液固循环流化床换热器进行数值模拟和实验研究,考察了静态混合器扭率对颗粒分布、传热性能和流阻性能的影响。结果表明:水平管内安装Kenics静态混合器的扭率越小,管内颗粒分布均匀距离越长。当雷... 通过对管内插入Kenics静态混合器的水平液固循环流化床换热器进行数值模拟和实验研究,考察了静态混合器扭率对颗粒分布、传热性能和流阻性能的影响。结果表明:水平管内安装Kenics静态混合器的扭率越小,管内颗粒分布均匀距离越长。当雷诺数在10 000—45 000之间,扭率为1.5,2.5,4,6的Kenics静态混合器的综合性能评价指标PEC均大于1,说明了水平流化床换热器插入Kenics静态混合器能够改善传热。当流速大于1.5 m/s,在2 m长的水平流化床换热器内安装一个扭率为1.5的Kenics静态混合器能够达到改善颗粒分布和提高传热性能的效果。 展开更多
关键词 kenics静态混合器 数值模拟 水平液固循环流化床 强化传热 PEC指标
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反应注射成型设备混合系统的类型与性能 被引量:4
16
作者 曹长兴 李礥 《塑料科技》 CAS 2004年第2期42-45,共4页
介绍了反应注射成型设备的撞击混合式、旋转混合式以及旋转Kenics混合器等混合系统的结构特点。
关键词 反应注射成型设备 撞击混合式 旋转混合式 旋转kenics混合器 混合系统 性能
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几种旋转式反应注射混合元件混合性能的实验研究 被引量:1
17
作者 王丽 姬宜朋 +1 位作者 张沛 廖键 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期24-27,共4页
在深入分析旋转式Kenics混合元件混合机理基础上开发出两种新型混合元件,将这两种混合元件与Kenics混合元件的混合性能进行实验对比。结果表明,开发的螺纹元件能够取得与Kenics混合元件相近的混合效果,所得制件表面质量最好;而交错平板... 在深入分析旋转式Kenics混合元件混合机理基础上开发出两种新型混合元件,将这两种混合元件与Kenics混合元件的混合性能进行实验对比。结果表明,开发的螺纹元件能够取得与Kenics混合元件相近的混合效果,所得制件表面质量最好;而交错平板元件混合效果差,反应不均匀,反应速度慢;旋转式Kenics混合元件的螺旋结构产生的拉伸和剪切在混合过程中起主要作用,交错平板结构的分割作用是次要的。 展开更多
关键词 旋转式kenics混合元件 螺纹元件 交错平板元件 混合性能 反应注射
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水平液固循环流化床换热器传热性能评价
18
作者 刘燕 张英迪 +2 位作者 裴程林 王智 张伟 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期3421-3425,共5页
对管内插入Kenics静态混合器的水平液固循环流化床换热器进行实验研究,实验考察了静态混合器扭率、静态混合器安装方式、液体流速、颗粒体积分数对传热性能和流阻性能的影响,并运用综合强化传热性能评价指标(PEC)对其进行分析。实验发... 对管内插入Kenics静态混合器的水平液固循环流化床换热器进行实验研究,实验考察了静态混合器扭率、静态混合器安装方式、液体流速、颗粒体积分数对传热性能和流阻性能的影响,并运用综合强化传热性能评价指标(PEC)对其进行分析。实验发现,传热性能和阻力系数均随扭率增加而减小。当雷诺数在10000-45000之间时,扭率为1.5、2、2.5、3.5的Kenics静态混合器的PEC指标均大于1,说明了水平流化床换热器插入Kenics静态混合器能够改善传热。在雷诺数达到25000左右、Kenics静态混合器扭率为2.5、颗粒体积分数为4%时,水平流化床换热器的PEC指标最高达到1.18。当两个扭率均为2.5的Kenics静态混合器安装间距为200mm时,水平流化床换热器的PEC指标最高。 展开更多
关键词 kenics静态混合器 水平液固循环流化床 多相流 强化传热 性能评价指标
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