喷嘴是流体射流的发生元件,可以保证流体具有优良的流动特性与动力性能,可以作为高效的混合设备。论文将喷嘴用于离子液体烷基化工艺反应原料和离子液体的混合,用冷态实验和数值模拟方法对其混合效果进行评价。　　论文首先设计搭建了一套冷态实验装置,用煤油和水分别替代烷基化反应中的烃类物料和离子液体催化剂,以含煤油40%、流量约40m3/h的油水混合物作为主流体,流量约1.2 m3/h的煤油作为喷射流体,进行混合实验,对混合流体中的油相体积浓度和油滴平均直径进行在线检测。同时用Fluent软件对混合后流体的流场进行了数值模拟研究。　　研究发现数值模拟结果与实验结果吻合较好。用数值模拟方法对喷嘴结构进行了优选,确定了优化的喷射角度25°、喷孔直径2 mm和喷孔个数8,以该结构型式的喷嘴为研究对象,对其混合后的流体进行了较详尽的研究。　　根据混合段内流体流动特性,将混合段内的流动空间划分为3个流动区域:预混区、混合区和稳定区。从流体力学角度考察了这3个区域的油相分布规律。油相体积浓度在预混区分布均匀;在混合区由于喷嘴射流影响,局部浓度偏大;在稳定区油相体积浓度分布较均匀。　　采用双电导探针对各区域的局部油滴平均直径进行了测量。在各混合区域,油滴平均直径沿混合段径向分布均匀,混合区内油滴平均直径较预混区减小,稳定区油滴平均直径较混合区较小,且随着射流体和主流体流量的增加,各区域油滴平均直径均有不同程度的减小。