【摘 要】
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中心多孔射流的旋流式静态混合器是在Kenics静态混合器的基础上,通过加入芯管并在其上按一定规律开设射流孔改进的一种新型旋流混合器。本文采用了数值模拟和实验方法,着重研究了内部混合元件结构和流动参数对混合效果的影响规律,为该类型静态混合器混合效果的优化奠定了理论基础。首先,研究了射流孔交错角（相邻截面射流孔周向交错角度）和单个截面射流孔数对中心多孔射流静态混合器（无扭旋片）混合效果的影响。结果表明
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中心多孔射流的旋流式静态混合器是在Kenics静态混合器的基础上,通过加入芯管并在其上按一定规律开设射流孔改进的一种新型旋流混合器。本文采用了数值模拟和实验方法,着重研究了内部混合元件结构和流动参数对混合效果的影响规律,为该类型静态混合器混合效果的优化奠定了理论基础。首先,研究了射流孔交错角（相邻截面射流孔周向交错角度）和单个截面射流孔数对中心多孔射流静态混合器（无扭旋片）混合效果的影响。结果表明:在流速比R=25条件下,改变射流孔交错角（φ=30°～75°）的大小,对混合效果和压力降的影响微小,不同交错角的分离强度偏差范围在2%-5%,不同射流孔角度的变化对混合管内部流体的流动趋势基本不会产生影响。在各交错角和不同射流孔数下,分离强度均随着流体轴向流动距离的增大而减小,但其减小趋势逐渐减弱,表明混合效果随着流动距离的增加而逐渐提升,但提升幅度在下降。射流孔数在轴向距离460mm之前对混合的影响较大,之后区别不大。流速比分别在（R=12、28、33）条件下,射流孔交错角的变化和射流孔数的变化对中心多孔射流静态混合器混合效果的影响规律与R=25的影响规律基本一致。其次,研究了流速比（R）对中心多孔射流的旋流式静态混合器（有扭旋片）混合效果的影响规律。结果表明:在混合器对应横截面内分离强度随着流速比（R=12-38）的增大而降低,且降低的幅度亦相应减小;在各流速比下,分离强度及其变化速度均随着轴向流动距离的增大而减小;经过四个混合单元后,流体已基本达到完全混合,出口处的混合效果随流速比的增加而提高,但相差程度较小（≤0.35%）;在流速比R=33之后,增大流速比对混合效果的提高已没有助力,仅能增加系统的动力消耗;流体在前两个混合单元作用下分离强度下降迅速而后两个混合单元下降缓慢,说明流体在达到一定混合效果后,若要继续提高则需要增加较多的混合单元为代价,后面的混合单元主要起维持混合作用,保证以较高的混合效果达到所需的停留时间。最后,研究了流速比R=25时,有无扭旋片对静态混合器的影响。结果表明:在首列射流孔之前,扭旋片会对其流动状态造成影响,形成较多的漩涡,进而促进混合;随着轴向距离的增加,射流速度减小,扭旋片加强了径向流动,促进混合;射流对混合的促进作用主要发生在装置前1/2,后1/2扭旋片的在射流减弱时起到很好的促进作用。
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