一种新型混合装置/结晶器的开发与研究

摘要

鉴于混合过程对结晶或反应过程的重要性，本文从研究新型的混合技术出发，力图克服传统的搅拌混合装置或结晶器的缺点，运用薄膜振动混合的理念，开发出一种新型的混合装置/结晶器。 化学工业界目前的反应器和结晶器普遍采用的是单一搅拌式混合，这种传统混合方法的特点是利用不同类型的搅拌桨在容器中的转动，使桨叶与流体相互作用并将功输入流体，从而使容器中的流体形成一定的流场，以达到混合的目的。其缺点是容易出现流动死区，固体相的分布不均匀；而且由于叶轮与流体作用产生的过强的剪切应力对生成的晶体产生碰撞，可能会产生过多的二次成核。 为了克服上述常规高速搅拌混合的不利因素，利用现代流体力学的原理，开发出一种新型的混合装置/结晶器，以实现低剪切应力、无搅拌混合，并最大限度上达到固体颗粒的均匀悬浮。 本文在完成新型混合装置的冷模设计加工的同时，测定了它的流型；并用脱色法测定了甘油与水调配出不同中高粘度的流体的混合时间，通过测定不同振动频率下的混合时间的变化，绘制出混合时间变化曲线，从而寻找出最佳的操作条件；通过加入不同密度的固体颗粒，模拟结晶过程的固体相悬浮状况。 这种新型混合装置具有较高的实用价值，市场前景广阔。

目录

文摘

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第一章 前言

1.1传统混合装置/结晶器的现状

1.2课题意义

1.3论文内容

第二章文献综述

2.1混合过程与技术

2.1.1混合机理

2.1.2混合设备

2.2流动场

2.2.1影响流动场和输入能量的主要因素

2.2.2流型

2.2.3流态

第三章 新型的混合装置的设计与加工

3.1新型混合装置的设计

3.1.1设计理念

3.1.2主要构件的说明

3.2新型混合装置的加工

3.2.1新型混合装置的外观图

3.2.2零件一览表

第四章 新型混合装置内流动场的研究

4.1流动场的定量描述

4.1.1流场的测量

4.1.2流场数值模拟

4.2新型混合装置内流型的实验研究

4.2.1实验目的

4.2.2实验药品

4.2.3实验装置和设备

4.2.4操作步骤

4.2.5实验现象

4.2.6实验现象的解释

4.3小结

第五章 新型混合装置混合效果的研究

5.1混合效果理论

5.1.1均匀性指数

5.1.2混合时间

5.2新型混合装置混合效果的实验研究

5.2.1实验目的

5.2.2实验原理

5.2.3实验药品

5.2.4实验装置与设备

5.2.5实验步骤

5.2.6实验现象及数据处理

5.3混合时间的关联计算与实验值的比较

5.3.1God-leski，Smith关联式

5.3.2FMP关联式

5.4讨论

5.4.1温度对粘度的影响

5.4.2加料对混合时间的影响

5.5小结

第六章新型混合装置固体颗粒悬浮的研究

6.1固体颗粒悬浮理论

6.1.1悬浮状态的定义

6.1.2固体颗粒悬浮的表征

6.1.3影响固体悬浮操作的因素

6.1.4固体颗粒悬浮液的流型

6.1.5固体颗粒悬浮的实验测量

6.2固体颗粒悬浮的实验研究

6.2.1实验目的

6.2.2实验药品

6.2.3实验装置和设备

6.2.4实验步骤

6.2.5实验现象及数据处理

6.2.6其它三种离子交换树脂悬浮的验证实验

6.3采用估算法评价新型混合装置固体颗粒悬浮性能

6.3.1临界转速nf关联式

6.3.2评价新型混合装置固体颗粒悬浮性能

6.4小结

第七章 结论与建议

7.1结论

7.2建议

符号一览表

参考文献

发表论文和科研情况说明

附录

致 谢