微反应技术在含能材料连续安全合成中的应用与发展

含能材料广泛应用于兵器工业、航空航天及民用建设等领域。其合成过程复杂、危险性高,传统釜式反应工艺难以满足产品质量和过程安全控制的要求。微反应技术具有热质传递速率高和安全性好等优点,在含能材料领域具有广阔的发展前景。为此,本文从微反应技术基本原理、含能化合物合成、含能颗粒材料制备和超声微反应器四方面展开综述,基于化学工程视角,阐释微化工技术在含能材料领域的应用特点。同时,总结并展望了技术领域的研究难点与未来发展方向,包括反应动力学/热力学、高黏/含固流体混合强化、反应放大与智能系统、三废处理及如何与人工智能等新兴学科结合等问题。

微反应器内牛顿/非牛顿流体液-液两相流流动和传质研究

利用传质在线表征技术研究了微通道内聚丙烯酰胺(PAAm)溶液为分散相的牛顿/非牛顿流体液-液两相流传质过程。首先探讨了两相流型,发现了一种独特的串状弹状流,并考察了PAAm浓度对弹状流、串状弹状流和环状流流型分布的影响。研究发现,牛顿流体和非牛顿流体液滴内的传质均受对流和扩散共同主导,但非牛顿流体的剪切变稀特性使液滴内的涡流和浓度分布发生显著改变。弹状液滴内的对流传质与流速、液滴长度和毛细管数相关。基于渗透理论,提出关联流量比和毛细管数的无量纲项以量化对流的影响,很好地预测了弹状流传质系数。