不同动量比撞击流反应器流场特性数值模拟

目前撞击流技术在化学工程及多种过程工业中具有广泛应用.为了对撞击流混合器内的流动特征进行更深入地研究,利用数值模拟对撞击流混合器内流场特性进行分析.通过模拟得到不同动量比及不同喷嘴间距下撞击流反应器内流体速度、湍动能及压力分布,探究不同入口动量比对撞击流混合器流场特性的影响.结果表明:在xOy截面上两喷嘴的动量比越大,流体压力值越大,压力梯度分布越大;湍动能分布沿径向逐渐减小.对撞击面径向流体速度和压力进行分析,研究发现:当喷嘴间距L=2 D时,径向流体速度呈双峰分布,流体压力呈单峰分布;随着动量比的增加,流体的速度和压力整体增大.当L=4 D时,非等动量撞击下径向流体速度呈单峰分布;等动量撞击(K=1.0)下,撞击面径向上流体速度呈双峰分布;非等动量撞击的压力水平均低于等动量撞击.

基于阶跃射流的撞击流反应器流场动态特性分析

利用实验与数值模拟方法对动态阶跃型撞击流反应器流场特性进行研究,分析不同入口速度条件下流体流动规律、湍流特性以及能量水平。结果表明,动态阶跃型入口条件下,撞击面在两喷嘴之间周期性移动,流动参数也会发生周期性变化。随着入口平均速率的增大,驻点速度逐渐增大;随着两喷嘴入口速率差的增加,撞击面移动速度加快,撞击区流体湍流强度逐渐增加;随着入口平均速率与入口速率差的增大,XOZ平面在一个周期内的平均湍动能逐渐减小。对比动态撞击流反应器与稳态撞击流反应器内流场特性,探究动态入口条件对撞击流反应器流场特性的影响。结果表明,动态阶跃撞击流反应器湍流黏度、湍流强度和湍动能等参数均明显高于稳态撞击流反应器,撞击轴线上的湍动能梯度分布大于稳态撞击流反应器。动态入口条件下撞击流反应器流体湍动更剧烈,能量水平更高,有利于增加流场内流体扰动与促进混合。