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[專業(yè)知識] SK型靜態(tài)混合器出口速度特性研究幸

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發(fā)表于 2013-7-22 19:01:13 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
靜態(tài)混合器怒上世紀70年代初發(fā)展趁來的
一種新型高效混合設備,它由在光滑直管內置
人不霹形狀混合憑俘梅成,混合元件豹操入使得
管內流體的湍動程度大大增加,對混禽、傳熱、反
應及萃取等過程均有較好的強化作用,靜態(tài)混合
囂也因此在化工、蠶漣、制藥及環(huán)保等行業(yè)獲得廣
泛應用‘2’引。
混合元件在實現(xiàn)管內化工過程強化的同時,
也使流體流經(jīng)混會管的壓力損失大大寒予滾經(jīng)光
滑空管式的玨力損失H≯j。如何在實現(xiàn)過程強化
的同時盡量減少艉力損失是目前靜態(tài)混合技術研
究的重要內容之一。解決這一問題一般從蘸方薅
考慮:一方面,是開發(fā)新的離效混合元件;另一方
面是對已有靜態(tài)混合器進行改造。楊建州等曾提
窶將SK型靜態(tài)混會器扭旋睜冀閹距蠢零增熱翻
混合元件長度的三分之一,來實現(xiàn)在保持傳熱效
果的同時降低壓力損失,進行了相應的實驗驗
證口l,并分析其淼因是醫(yī)流體在離開混合元終蠢
仍能在一定距離內維持較商湍動程度所致。筆者
在此基礎上通過LDV實驗測量對SK猁靜態(tài)混合
器的爨弱速度特鏈進行磁究,雋文麩【7】提出的
方法用于混合等其他過程及扭旋葉片闖距的優(yōu)化
提供幫助。
1 實驗裝置與測量
實驗裝置如圖1所示,由泵、變顙器、永箱、流
量計、閥門、靜態(tài)混合器及管線等構成介質循環(huán)系
統(tǒng),袋用丹麥DANTEC公霹生產(chǎn)的三維五光寒激
光多瞢勒測速儀(LDV)進行速度測基。
enⅨ蠢卜
I l 摩5 3
圖1 實驗系統(tǒng)流程示意羼
l——求豢; 2——蘩; 3——實驗臺;
4——靜態(tài)混合器;5——服力表;6——流量計;
7——閥門
SK型靜態(tài)混合器管內徑D雋40mm,元佟長
徑比為1,即單個混合元件的長度五為40mm,混
合管及混合元件材料為農(nóng)機玻璃,每管中布燮5
對lO個混合元件,厚約4mm,其混合無俘為翹角
·蓮寧雀辯鼓凌莢瑗目(2006223001)。
··張春梅.女,1975年11月生,講師,柱讀博士研究毖。天津市,300072。
萬方數(shù)據(jù)
第36卷第5期化工槐藏263
180。的扭旋葉片,左旋、右旋葉片在管內錯開90。
交著排列。實驗議水勢赍質,承蹤粒子努DAN—
TEC公司推薦的比重與水接近、主要成分為二氧
化硅且粒徑為8~12tim的空心玻璃球。
出予靠近上下管壁處數(shù)據(jù)采集圪較爨難瑩禳
對誤差較大,又考慮到靜態(tài)混合器的出口速度分
布理論上具有一定對稱性,因此僅對出口截面部
分區(qū)域進行測量,測量點布置翔鼴2所忝,在截蘧
的幾何中心處菇=0、Y=0。
躅2 盎口戴鶯測點布黑示意霉
2測量結果與分析
實驗在湍流狀態(tài)下進行,流場中任意一點的
運動速度粥時均速度來表示,用速度脈動均方根
值與湍流強度來描述流場湍流特性。參數(shù)表達
式‘33分別為:
1耋
雅·。萬i毛恥“
聒!凇烫@(狂菇喵。)2
L=£
武中‰——第i次湃得的該患a方淘《霹為轆
向、周向或徑向)瞬時速度;
攆——取樣時聞內獲褥的示蹤粒子的數(shù)
量,即測量次數(shù);
M.——口方向時均速度;
茸。-一玨方向速度脒動均方根;
L——D方向湍流強度。
2.1時均速度特性
由予混合元件懿律用,流體在混合管內會形
成旋渦,而離開混合管后由于流體內摩擦的作用,
旋渦會逐漸消失。蹦3為宏觀平均流速0.3m/s
下3個截面的時均速度矢量圖,圖中速度矢量為
徑向速度冬切高速度豹矢量懿趣瑟不禽軸商速
度。
c.甩出口30mm處的截面
毽3 出搿藏函上速度矢量瘸
由圖3可看出,在距出口5mm截面上,在坐
標(一2,一8)與(2,8)位置附近大致對稱分布有
兩個旋渦,它們對漉體的徑兩混合有一定的強像
作用。截距出口15mm截面上旋渦已大大減弱.
兩在距出口30ram簸露上旋渦已完全消失。表明
流體離殲混合管出愆1/8元件長度時,巍混合元
件引起的徑向混合強化作用仍有一定的持續(xù),離
殲混合管趲日3/8元件長度時經(jīng)向混合強毒l二詐用
接近消失,在離開混合管出口3/8—3/4元件長度
之間徑向混合強化作用完全消失。

SK型靜態(tài)混合器出口速度特性研究.pdf

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