振蕩流反應(yīng)器流動(dòng)特性研究.pdf

1、振蕩流反應(yīng)器(OFR)是一種應(yīng)用活塞或振動(dòng)膜使液體在內(nèi)設(shè)擋板的簡(jiǎn)體中進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的新型裝置,振蕩流和中空擋板是其兩個(gè)關(guān)鍵的因素,由于兩者的存在,極大的改變了反應(yīng)器內(nèi)部的流動(dòng)特性。本文在建立振蕩流反應(yīng)器裝置下完成粒子成像定性研究流動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)和停留時(shí)間分布實(shí)驗(yàn)。應(yīng)用粒子成像技術(shù)考察不同振蕩雷諾數(shù)Re0和斯特勞準(zhǔn)數(shù)St下振蕩流反應(yīng)器的流動(dòng)模式變化規(guī)律,通過(guò)比較分析將實(shí)驗(yàn)結(jié)果分成三類:(1)在低振幅(St=2.653～7.958)時(shí),反應(yīng)器內(nèi)流

2、體不生成旋渦,主流體從擋板中心近似豎直向上流,其中的流體微團(tuán)隨振蕩流做擾動(dòng);(2)當(dāng)振幅增大(St=0.796～1.989)時(shí),腔室內(nèi)上下?lián)醢暹吘壎汲霈F(xiàn)漩渦,而腔室中心位置混合程度沒(méi)有腔室頂部或底部強(qiáng);(3)St=0.796～1.989且Reo＞2700情況下,整個(gè)腔室內(nèi)布滿大小不同的漩渦,漩渦的位置和體積都在不斷變化,整個(gè)腔室類似全混釜。根據(jù)粒子成像定性研究流動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)的分析結(jié)果,將不同振蕩條件下的流動(dòng)模式分成三種類型,從基本流體力學(xué)

3、方程出發(fā),分別建立流動(dòng)模型,在振幅為St=2.653～7.958(振幅為0.5～1.5mm)時(shí)應(yīng)用軸向擴(kuò)散模型;在St=0.796～1.326(振幅為3.0～5.0mm)且振蕩雷諾數(shù)為2700以上的區(qū)域建立帶有腔室級(jí)間返混和二次流區(qū)的多級(jí)串連全混釜模型;在St=0.796～2.653(振幅為2.0～5.0mm)的區(qū)域內(nèi)建立帶有腔室級(jí)間返混、腔室內(nèi)全混釜返混和二次流區(qū)的多級(jí)串連全混釜模型。模型計(jì)算結(jié)果與停留時(shí)間分布地實(shí)驗(yàn)結(jié)果能較好地符合,