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T型微混合器内液相混合的数值模拟
  • ISSN号:1005-9954
  • 期刊名称:化学工程
  • 时间:2015.3.15
  • 页码:64-69
  • 分类:TQ027.1[化学工程]
  • 作者机构:[1]天津大学化工学院化学工程联合国家重点实验室,天津300072, [2]天津化学化工协同创新中心天津大学,天津300072
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(21176171); 国家重点基础研究发展计划(973计划)(2012CB720500); 天津市自然科学基金重点项目(12JCZDJC28700)
  • 相关项目:基于Lattice Boltzmann方法的相间传质过程界面对流模拟和实验研究
中文摘要:

T型混合器是微尺度条件下探索传递现象的理想模型,通过CFD方法对其内部流体力学性能及混合特征进行研究分析。首先,通过对不同Re数下T型微反应器内混合状态的模拟及分析,验证该方法对T型结构混合的可靠性;其次,通过对T型微反应器内流动形态的分析,发现涡结构的产生能够强化混合过程,并提出一种能产生强化混合的涡结构的新型T型反应器的设计理念;最后,对影响新型混合器的不同结构参数进行模拟并分析,得到该设计理念下的最优结构,并对该结构进行进一步分析,发现该结构能够扭曲混合界面以增大接触面积,从而强化混合效果。

英文摘要:

Three-dimensional numerical simulation was performed to study the flow dynamics and mixing characteristics of liquids inside T-type micro-mixers, which is the ideal model for investigating the transport phenomena in micro-system. The effect of flow pattern on mixing efficiency in micro-system was studied using computational fluid dynamics (CFD) method. Firstly, the reliability of CFD method was verified via simulating and analyzing the mixing characteristics in T-type micro-mixers of various Re number. Secondly, the simulation results indicate that the development of vortices is essential to achieving a good mixing performance. Thereibrc, a new concept for designing T-type micro-mixers that can generate vortices enhancing mixing effect was proposed. Finally, an optimal construct of T-type micro-mixers acquired via analyzing the effects of different geometrical parameters of mixers was further discussed. The simulation results indicate that the new mixer can achieve interface distortion that enhances the mixing performance because of enlarging contact surface in low Re number flow pattern.

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期刊信息
  • 《化学工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国华陆工程科技有限责任公司
  • 主办单位:中国华陆工程科技有限责任公司
  • 主编:程惠亭
  • 地址:陕西省西安市高新技术产业开发区唐延南路7号 华陆大厦
  • 邮编:710065
  • 邮箱:chem_eng@chinahualueng.com
  • 电话:029-87989701 27988823/4/6
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-9954
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1136/TQ
  • 邮发代号:52-52
  • 获奖情况:
  • 第六届全国石油和化工行业优秀期刊一等奖,历届陕西省科学技术类优秀期刊,首届《CAJ-CD规范》执行优秀期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:11323