振荡流反应器注入分散特性的在线实验研究

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本文在已建立的振荡流混合反应器装置下对注入分散过程进行了研究。实验采用以蓝色有机染料为示踪剂的流动显形技术,由摄像头实时摄取注入分散过程的动态图像,计算机同步分析视频流数据,从而以在线监测的方式获得流场图像的灰度相对方差随时间衰减的曲线。以此方差近似表征了示踪剂浓度场的非均匀度,其衰减规律可用于定量描述振荡流场的注入分散特性。 实验分无净流量和有一定净流量两种情形,探讨了振荡雷诺数Reo、斯特劳准数St对振荡流场中的注入分散特性的作用以及净流雷诺Ren的影响情况。 通过观察实验现象以及分析实验数据,发现振荡特性参数Reo和St对注入分散特性有很强的联系。用参数tw、R15表征的混合效率表明:总的来说大振幅、高频率有利于混合,但在St较大的低频率区中衰减速度会有周期波动的特性,存在最佳的频率振幅配对。引入净流量后实验结果发生了很复杂的变化,但总体变化趋势仍与无净流实验一致,当振荡强度加大后,即随振幅、频率的提高,流场注入分散特性与Ren的联系逐渐减弱。 实验研究表明:振荡流混合反应器能够实现高效的注入分散过程,而且可以精确控制混合的强度,完全可以满足絮凝等反应过程对注入区浓度场的特殊要求。
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