在化工过程及许多过程工业生产中,流体混合占有很重要的地位。喷射反应器是近年来得到迅速发展的一种具有高强度混合效果的反应器型式。它具有结构简单、维护方便、无泄露和安全高效等优点。由于其综合性能优越,在许多工业场合,喷射反应器极有可能取代传统的搅拌式反应釜而成为一种占主导地位的反应设备。目前已经有很多国内外文献对喷射反应器的流体力学性能和传质性能进行了大量研究报道。但针对喷射器出口结构对反应器的流体力学特性和两相混合特性的研究非常少。喷射器出口的结构直接影响反应器中气体和液体的分布、停留时间以及气泡和液滴平均直径等参数,但具体的影响程度和影响规律尚未完全搞清楚。粒子图像测速技术(particle image velocimetry,PIV)是一种全新的无扰、瞬态、全场速度测量方法。它不仅能够显示流体流场、流动的物理形态,而且能够提供瞬时全场流动的定量信息。数字图像分析法(digital image analysis,DIA)是一种非侵入的技术,对流动无干扰。能够识别液-液两相混合设备中未混合的区域、得到整个装置均匀混合的终点和混合时间;获得气-液两相反应器中整体的气泡信息、识别和测量单个气泡和大范围的不规则气泡。本文设计了 5种出口结构的喷射器,采用粒子图像测速仪(PIV)对喷射反应器内部流场进行了测量,并利用摄像法和数字图像处理技术记录和分析正己烷-水和空气-水的混合过程。得到了反应器内液液混合体系在不同喷射器和不同循环流量下的灰度变化曲线,气-液体系中气泡Sauter直径和反应器内气-液相界面积在不同喷射器及不同循环流量下的变化曲线。研究表明:在正己烷-水液液体系混合过程中,反应器内的液液混合时间、混合均匀程度和混合死区的位置均与喷射器出口结构紧密联系。四侧开孔喷射器的混合时间比两侧开孔的减少了 50%左右,两排孔喷射器流出的两股流体会发生碰撞,产生的涡量极值比单排孔增加了 45%,较有利于液液混合。另外,当本实验的循环流量达到一定值之后,它对反应器的液液混合性能影响将不再明显。气-液两相流动过程中,循环流量增大到一定值后,喷射反应器内部气泡Sauter直径随着循环流量的增大而减小。在实验测试的五种喷射器中,矩形开孔的喷射器的气泡Sauter直径最小,同一循环流量下其相界面积也最大。