撞击流

摘要： 撞击流过程强化技术在能源化工、生物材料等行业都有广泛的应用价值。利用数值模拟技术,对不同工况条件下加氢反应器急冷箱内的流动性能及混合效果进行研究。结果表明:操作负荷的变化对液相降温性能的影响同时存在混合强度和混合时间之间的竞争。当操作负荷减小时,气液相速度减小,导流板使流体折流产生湍流,气液相之间相互卷吸缠绕,形成折叠涡旋,最终形成气液相混合缠绕的流体界面,气液相混合程度会相对增大,即高温液相与低温冷氢气间的热交换程度相对增大;当操作负荷增加时,气液对撞速度也增大,气液相对撞强度增大,混合箱内部以撞击流强化为主,形成相互撞击的层状流体接触界面,增加了2股反应物间的接触面积,混合程度显著提升。

摘要： 优化设计了基于微滤膜和撞击流技术的臭氧氧化废液的反应器,提高了臭氧氧化废液的利用率。利用微滤膜管的孔径和压力特点,优化了反应器内部互为撞击的两相物质的运动轨迹。在撞击前使两相物质变成微米级颗粒,实现臭氧与废液的全方位充分接触,从而提高氧化效果和臭氧的利用率,降低了废液的处理成本。实验表明,在短时间内降解率可达95%。

摘要： 为了快速制备甲烷水合物以利于天然气水合物法储运,在自行搭建的液相连续撞击流反应器内考察了纯水和纯水+十二烷基硫酸钠(SDS)2种体系中撞击强度、反应器内温度、初始压力对甲烷水合物快速生成的影响。实验结果表明:2种体系内撞击强度的增加可明显加快甲烷水合物的生成,在撞击强度为0.38、反应的前30 min,水合速率达到最大,速率分别为0.48,1.3 mol×h^(-1),甲烷水合率分别为28.4%,45.8%。反应器内温度的降低、初始压力的升高均可加速甲烷水合物的生成,在温度为275.15 K、压力为6 MPa、反应的前30 min,水合速率最大为1 mol×h^(-1),甲烷水合率为49.4%。同时还考察了SDS质量浓度对甲烷水合物快速生成过程的影响,确定了最佳SDS质量浓度为600 mg×L-1。

摘要： 利用实验与数值模拟方法对动态阶跃型撞击流反应器流场特性进行研究,分析不同入口速度条件下流体流动规律、湍流特性以及能量水平。结果表明,动态阶跃型入口条件下,撞击面在两喷嘴之间周期性移动,流动参数也会发生周期性变化。随着入口平均速率的增大,驻点速度逐渐增大;随着两喷嘴入口速率差的增加,撞击面移动速度加快,撞击区流体湍流强度逐渐增加;随着入口平均速率与入口速率差的增大,XOZ平面在一个周期内的平均湍动能逐渐减小。对比动态撞击流反应器与稳态撞击流反应器内流场特性,探究动态入口条件对撞击流反应器流场特性的影响。结果表明,动态阶跃撞击流反应器湍流黏度、湍流强度和湍动能等参数均明显高于稳态撞击流反应器,撞击轴线上的湍动能梯度分布大于稳态撞击流反应器。动态入口条件下撞击流反应器流体湍动更剧烈,能量水平更高,有利于增加流场内流体扰动与促进混合。

摘要： 为了研究双组分层撞击流流场振荡特性,选用大涡模拟对反应器内流场进行分析,通过分析一次和二次撞击区域的运动情况,获得了不同进口雷诺数、不同喷嘴间距、喷嘴边界受限程度下撞击面偏斜振荡规律。结果表明,二次撞击后的轴向速度与径向速度分布呈双峰形式,轴向速度与径向速度随雷诺数的增大而增大。二次撞击面发生偏斜振荡,偏斜振荡周期随喷嘴间距增大而增大,随进口雷诺数增大而减小。喷嘴间距越小,偏斜振荡周期对喷嘴边界受限程度越敏感。基于数值模拟结果,得出偏斜振荡周期与各因素之间的无量纲关联式,关联式计算结果与数值模拟值吻合较好,可以很好地预测二次撞击偏斜振荡周期。

摘要： 采用撞击流曝气投加臭氧对含油废水进行催化氧化预处理,再利用平板陶瓷膜过滤预处理溶液,探究了预处理时间对跨膜压差、膜污染指数及膜污染阻力的影响,结果表明:30分钟撞击流催化臭氧氧化预处理对膜污染具有较为明显的控制作用,进一步增加预处理时间虽能进一步减缓膜污染,但对其效果并不显著,反应器中溶液的DOC明显高于渗透液的值,平板陶瓷膜对溶液中污染物具有一定的截留及吸附作用,整个工艺对DOC具有较好的去除效率;形成的不可逆膜污染阻力明显低于可逆膜污染阻力,经过短时间预处理就可大大降低可逆膜污染。不经过臭氧催化氧化形成的污染膜表面呈现出明显的凝胶层结构,经过撞击流臭氧催化氧化预处理30分钟后,形成的污染膜表面较为疏松多孔,膜污染控制效果非常好。

摘要： 以5-氟尿嘧啶(5-Fu)为模型药物、戊二醛为交联剂,采用撞击流-射流空化(IS-JC)耦合反相乳液过程制备纳米级5-Fu壳聚糖微球。考察油相种类和壳聚糖溶液流变学性质(CS-Rhep)对微粒大小、粒度分布、表面形貌和产率的影响,并利用扫描电镜、红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和热重分析(TGA)对微球的形貌、结构和性能进行表征。结果表明,IS-JC成功制备出粒度小、分布窄、分散性好、颗粒饱满,且表面光滑的5-Fu壳聚糖微球,其最小粒径和多分散指数分别为392.3 nm和0.535,交联固化40 min产率可达43.15%;微球大小、粒径分布、表面形貌和微粒的生成对CS-Rhep表现出较强的依赖性;与石蜡油相比,空化下棕榈油更适合作为有机分散介质。FT-IR显示,5-Fu成功包埋于微球之中;XRD显示,微球以无定形结构存在;TGA显示,微球对5-Fu的包埋降低了其热稳定性;棕榈油分子结构在IS-JC作用下未发生氧化和降解。IS-JC强化乳液交联过程可制备出粒度分布窄的纳米级壳聚糖载药微球,使其应用于纳米生物材料制备领域具有广阔的前景。

摘要： 利用大涡模拟(LES)方法研究了撞击流反应器内流场涡特性,分析撞击区域流体流动特征。改变进口速度、喷嘴间距,讨论流场速度、涡量和平面涡能量分布规律,并分析了流场流型、涡演化过程和涡核形式。在反应器内靠近撞击驻点的涡尺寸小、脉动性高,随着撞击距离的增加,流体速度逐渐减小,涡影响范围变大。平均涡量和平均涡能量随进口速度的增加,先增加后减小。结合Q判据分析了反应器内涡的演化过程和流体流型。根据径向射流涡的演变过程,得到径向射流两侧涡演化的周期,在0.15~0.20 s之间。撞击区的涡结构主要为马蹄涡和肋状涡,在出口位置存在涡环。研究结果为深入分析撞击流反应器流体运动规律和优化反应器提供了理论参考。

摘要： 将撞击流结晶器应用于吡唑酮晶体的连续化生产过程,考虑到此晶体形成与原料液混合效果的关联性,选用丁酮酰胺水溶液和水作为液液流体介质。利用CFD模拟得到一种撞击流连续化结晶器内的流场分布并对流场进行分析,讨论撞击流结晶器内原料流速对混合性能的影响,研究撞击流连续化结晶器轴向速度、切向速度和近壁面流速随水的进口流速的变化规律,以及结晶器内沿轴向和径向的速度分布情况,根据混合均匀度指数评判结晶器中水在不同进口速度下的混合效果。计算结果表明:在丁酮酰胺水溶液进口速度为2 m/s及其他条件不变的情况下,水的进口流速增加会导致撞击流结晶器内混合均匀度指数降低,流场中流速分布更加不均匀,并且撞击混合区流体的切向速度随之升高,因此水的进口流速适度减小有利于晶体的生长。

摘要： 氨氮废水对人体和环境有极大的危害,排放前需要降解到一定的浓度。本文采用撞击流技术使氨氮废水和氧化剂臭氧在亚微米级湿式状态下相向碰撞而发生氧化反应,研究降解氨氮的效果。通过测量不同臭氧流量、不同反应时间、不同氨氮初始浓度下的降解率,发现臭氧流量越大、反应时间越长、初始浓度越高,降解率越高。撞击流的作用使氨氮废水和臭氧气流的混合物处在亚微米级的颗粒状态下发生更充分的接触和反应。当臭氧流量为4 L/min、反应时间为60分钟、氨氮初始浓度为60 mg/L时,氨氮降解率为16.52%。

摘要： 本研究采用高压喷射撞击流法破解剩余污泥,从撞击时间、喷嘴间距、高压泵出口压力几个方面研究该方法对剩余污泥破解的影响.破解效果通过污泥中位粒径(D50)、蛋白质、肽聚糖和溶解性化学需氧量(SolubleChemicalOXygen Demand,SCOD)来分析表征.实验结果表明:污泥破解效果随撞击时间的延长而升高,但升高的速度逐渐下降;喷嘴间距的增加能在一定范围内提高破解效果,超过临界距离后破解效果下降,最优破解效果发生在5cm左右;高压泵出口压力的增加会提高破解效果,但在2500Psi左右破解效果的增加趋势出现暂时停滞,在设备需用压力范围内继续提高压力,破解效果恢复上升态势.

摘要： 撞击流由于其在撞击区的高度湍动在工业过程中有着广泛的应用,由于撞击流是滞止湍流的一种,撞击面的稳定性对于流场的湍流特性有着非常重要的影响。本文使用基于高阶有限差分的方法对低雷诺数的三维轴对称对撞流进行了直接数值模拟,再现了小喷嘴间距下的分岔点分岔现象,研究了中等喷嘴间距下不同进口扰动对于撞击面稳定性的影响,结果表明,两喷嘴进口速度差对于撞击面行为起到了决定性作用,对于单频率的正弦进口速度扰动,Re=165时撞击面会与扰动保持同频率振荡,且振荡幅值随着扰动频率增加而减小,Re=2000时撞击面在高频扰动激励下会产生低频的准周期振荡。而Re=5000时无进口扰动也可以导致撞击面的移动。

摘要： 气固两相撞击流是强化气固相间传递过程的有效手段之一。在自行设计的撞击流实验装置上，以固体颗粒的干燥实验为手段，基于撞击流内的温度变化规律研究了撞击流对传热传质过程的强化机理，并分析了加料方式和喷嘴间距对传热传质过程的影响规律。结果显示，高度湍动的撞击区对热质传递过程有明显的强化作用；撞击流中颗粒向反向气流中的渗透和振荡运动进一步强化了撞击流中的传热传质过程；在加料速率一定的条件下，单喷嘴加料与双喷嘴加料对传热传质总体效果（干燥性能）的影响并不明显，喷嘴间距的增大有利于撞击流内热质传递过程的进行。

摘要： 为强化气固相间混合、延长微粒停留时间,本文在反应器内引入撞击流,以测试其用于中温烟气脱硫的效果。引入撞击流后,系统的脱硫效率大大增加,吸收剂的处理能力明显提高。这是因为撞击流强化了气固相间混合,改善了颗粒浓度分布,提高了气固接触效率,以及细微粒被夹带的比例增加,停留时间延长.随着撞击速度增加脱硫效率降低,这是由撞击流入口温度降低以及炉内上升段停留时间减小造成的。估算出撞击区停留时间在0.15~0.31 s间,与炉内上升段停留时间相比占有相当大的比例,说明引入撞击流后确实提高了总停留时间。

摘要： 液体连续相撞击流(LIS)具有高效微观混合、强烈压力波动和促进过程动力学等对分子尺度过程极有价值的性质.在浸没循环撞击流反应器(SCISR)中深入研究了这些性质及其规律;进行了反应-沉淀法制取多种"超细"和纳米材料的实验研究,制得粒径更细小、分布更窄、形貌可控的超细粉体.研发了"无旋立式循环撞击流反应器"等多种基于应用LIS的反应、结晶技术装备并已付诸应用.描述了这些装备的流动结构、工作原理和工业应用情况.

摘要： 撞击流沉淀技术有很好的微观混合特性,本文利用撞击流沉淀法,以六水氯化镁和氨水为原料,以尿素和乙醇为添加剂,成功地制备了片状的氢氧化镁超细粉末.考察了氨镁摩尔比、水热处理、干燥方式等工艺条件对产品的收率和形貌的影响;并做了撞击流沉淀法与传统搅拌槽反应法的对比实验.通过扫描电镜、X 射线衍射、激光粒度分析仪等方法对样品进行表征分析.结果表明:采用撞击流反应、共沸蒸馏干燥可制得分散均匀的、片状超细氢氧化镁.

摘要： 将直接模拟蒙特卡洛(direct simulation Monte Carlo，DSMC)方法与传热传质理论相结合，建立了考虑颗粒碰撞与热质传递过程的气固两相撞击流理论模型。应用所建理论模型计算分析了撞击流内的热质传递过程，以及不同颗粒预热温度对传递过程的影响。结果表明：利用所建模型对撞击流干燥过程的计算结果与文献中的实验结果非常吻合，该模型能够有效地用于撞击流内传热传质过程的理论分析；撞击流内传递过程的有效体积位于两喷嘴之间区域，且在撞击区内的传递过程非常剧烈；提高颗粒的预热温度可以有效提高干燥装置的干燥强度。

摘要： 撞击流是新颖的化学工程方法；气体连续相撞击流具有显著强化相间传递的重要特性。对于在分散相颗粒／液滴表面或内部进行快速反应因而受气膜扩散控制的气液或气固相过程，其强化过程的作用非常显著。用碱性溶液吸收的烟气湿法脱硫属于这类过程。rn 在国家自然科学基金项目研究基础上研发了撞击流气液反应器，具有结构简单，内件很少因而阻力小、不易结垢、易清理，吸收室容积效率极高等突出优点。用于烟气湿法脱硫，中间试验在钙硫比1.4、液气比0.8 L／m3的温厚条件下脱硫率可达96％，反应器阻力仅400 Pa，性能优于现有其它吸收装置。反应器同时具有湿法高效除尘的功能。为适应烟气流量极大的情况，在深入研究装置放大问题基础上设计出“大气量撞击流气液反应器”。采用多组撞击流并联操作结构，每组工作原理和操作方式与中试装置相同，以规避“放大效应”、保证了放大后装置技术性能的可靠性。同时研发了配套的吸收剂雾化装置“大流量漩涡压力喷嘴”。估算结果表明，与引进技术相比，研发的撞击流吸收技术具有投资省、操作费用低的突出优点。即将进入工业应用。

摘要： 本研究采用FLUENT软件针对高压喷射撞击过程,以水为模拟工质,进行了不同撞击距离、撞击压力和撞击方式的工况模拟,并与实验数据对比,从而进一步探究高压喷射撞击处理剩余污泥的机制.结果表明,破解效果随撞击距离的增大先上升后下降.随泵压的增长,破解效果始终呈现上升的趋势.在较近的撞击距离下,撞击方式的不同对撞击效果影响不大,但喷射流对撞的效果略优于喷射流与壁面撞击的效果;在较远的距离下,撞击方式的不同对撞击效果影响较大,喷射流对撞的效果明显优于喷射流与壁面撞击的效果.

摘要： 本文对气固两相轴对称对撞流进行了PIV测量.其中,喷嘴出口的轴向射流雷诺数为Re=14500,喷嘴间距为L=5d、12d,圆管加速段中的颗粒质量载荷为4％,颗粒粒径为100μm.研究发现颗粒减小了对撞流轴向流动结构,同时抑制了轴向射流到径向射流的能量传递过程;颗粒的加入抑制了撞击面的轴向偏移和扭变行为,同时增强了轴向小尺度结构;颗粒对流动结构的变动作用随着喷嘴间距的增大而减弱.

摘要： 本实用新型公开了一种旋流撞击凝并器，外筒体内设有同心的中筒体，中筒体内设有同心的内筒体；外筒体和中筒体之间设有若干倾斜的直叶片，中筒体和内筒体之间设有若干螺旋叶片；外筒体、中筒体的两端开口，内筒体的两端封闭。一种内外旋流撞击凝并装置，由若干旋流撞击凝并器设置在板体上组成，贯通板体两侧。通过倾斜的直叶片和螺旋叶片的导流作用，烟气向上产生两种相反的旋向，强化了旋流凝并效果，提高传质效率，具有结构简单，制造容易，节省系统运行能耗等优点，尤其适用烟气在脱硫、脱氨、脱硝等领域，具有很强的实用性、经济性和广泛的适用性。

摘要： 本发明属于强化液‑液快速微观混合反应装置的技术领域，具体是一种撞击流结构以及撞击流—旋转填料床装置，解决了现有撞击流结构混合效果不理想、不均匀的问题。撞击流结构，包括管径不同的主进料管和套管，主进料管出料段靠近套管的一侧开有若干主进料管出料孔，套管底部对应主进料管出料段、并开有若干与主进料管出料孔上下一一对应、同轴设置的套管出料孔。撞击流—旋转填料床装置，撞击流结构设置于旋转填料床转子的空腔内并沿转子轴线方向设置。本发明具有不等量进料均匀混合、快速反应、反应时间短、动量损失小的优点，尤其适用于工业上大批量不等量进料的快速反应以及有一定黏度特性的反应体系。

摘要： 本发明属于强化液-液快速微观混合反应装置的技术领域，具体是一种三喷嘴撞击流结构以及三喷嘴撞击流—旋转填料床装置，解决目前液、液快速反应在不等量进料的情况下所引起的微观混合不均匀、效果差的问题。三喷嘴撞击流结构，包括进料管I、进料管II和进料管III并排设置，进料管I和进料管III为尾部带有弯头的直管，进料管I喷嘴与进料管III喷嘴相对设置。三喷嘴撞击流—旋转填料床装置，包括旋转填料床和上述的三喷嘴撞击流结构，三喷嘴撞击流结构固定于转子的空腔内。本发明具有不等量进料均匀混合、快速反应、反应时间短、处理量大的优点，尤其适用于工业上反应体系物料比不为1的不等量进料的快速反应以及有一定黏度特性的反应体系。

摘要： 本发明涉及一种利用超声波多相流旋流空化撞击流技术处理污水的系统，属于污水处理领域。所述系统包括有超声波气液传质装置、旋流空化撞击流装置与安装在两装置上的管路；所述超声波气液传质装置包括超声波发生器、气液混合器及其上安装的管路与法兰；所述旋流空化撞击流装置包括旋流腔体及安装其上的流体入口管、撞击导管、端口法兰、出水管，所述超声波发生器与气液混合器进水口液体流动方向保持水平，所述旋流腔体的外侧面至少设有一个流体入口管，所述流体入口管为偏心切向插入所述旋流腔体内，所述旋流腔体的外侧面至少设有一对位置相对应的撞击导管，旋流腔体设有至少一个端口法兰，至少一个端口法兰上安装有出水管。

摘要： 本发明属于强化液-液快速微观混合反应装置的技术领域，具体是一种撞击流结构以及撞击流—旋转填料床装置，解决了现有撞击流结构混合效果不理想、不均匀的问题。撞击流结构，包括管径不同的主进料管和套管，主进料管出料段靠近套管的一侧开有若干主进料管出料孔，套管底部对应主进料管出料段、并开有若干与主进料管出料孔上下一一对应、同轴设置的套管出料孔。撞击流—旋转填料床装置，撞击流结构设置于旋转填料床转子的空腔内并沿转子轴线方向设置。本发明具有不等量进料均匀混合、快速反应、反应时间短、动量损失小的优点，尤其适用于工业上大批量不等量进料的快速反应以及有一定黏度特性的反应体系。

摘要： 本发明属于强化液-液快速微观混合反应装置的技术领域，具体是一种三喷嘴撞击流结构以及三喷嘴撞击流—旋转填料床装置，解决目前液、液快速反应在不等量进料的情况下所引起的微观混合不均匀、效果差的问题。三喷嘴撞击流结构，包括进料管I、进料管II和进料管III并排设置，进料管I和进料管III为尾部带有弯头的直管，进料管I喷嘴与进料管III喷嘴相对设置。三喷嘴撞击流—旋转填料床装置，包括旋转填料床和上述的三喷嘴撞击流结构，三喷嘴撞击流结构固定于转子的空腔内。本发明具有不等量进料均匀混合、快速反应、反应时间短、处理量大的优点，尤其适用于工业上反应体系物料比不为1的不等量进料的快速反应以及有一定黏度特性的反应体系。

摘要： 本发明涉及一种利用超声波多相流旋流空化撞击流技术处理污水的系统，属于污水处理领域。所述系统包括有超声波气液传质装置、旋流空化撞击流装置与安装在两装置上的管路；所述超声波气液传质装置包括超声波发生器、气液混合器及其上安装的管路与法兰；所述旋流空化撞击流装置包括旋流腔体及安装其上的流体入口管、撞击导管、端口法兰、出水管，所述超声波发生器与气液混合器进水口液体流动方向保持水平，所述旋流腔体的外侧面至少设有一个流体入口管，所述流体入口管为偏心切向插入所述旋流腔体内，所述旋流腔体的外侧面至少设有一对位置相对应的撞击导管，旋流腔体设有至少一个端口法兰，至少一个端口法兰上安装有出水管。

摘要： 本实用新型属于化工设备技术领域，具体公开了一种新型撞击流反应器导流筒及撞击流反应器结构，包括导流筒体，导流筒体内壁上均匀分布有若干组中间断开的轴向挡板，每组轴向挡板的轴向面与导流筒体的轴面同轴。本实用新型结构简单、循环效率高且稳定性好。

摘要： 本实用新型属于强化液-液快速微观混合反应装置的技术领域，具体是一种撞击流结构以及撞击流—旋转填料床装置，解决了现有撞击流结构混合效果不理想、不均匀的问题。撞击流结构，包括管径不同的主进料管和套管，主进料管出料段靠近套管的一侧开有若干主进料管出料孔，套管底部对应主进料管出料段、并开有若干与主进料管出料孔上下一一对应、同轴设置的套管出料孔。撞击流—旋转填料床装置，撞击流结构设置于旋转填料床转子的空腔内并沿转子轴线方向设置。本实用新型具有不等量进料均匀混合、快速反应、反应时间短、动量损失小的优点，尤其适用于工业上大批量不等量进料的快速反应以及有一定黏度特性的反应体系。

摘要： 本实用新型属于强化液-液快速微观混合反应装置的技术领域，具体是一种三喷嘴撞击流结构以及三喷嘴撞击流—旋转填料床装置，解决目前液、液快速反应在不等量进料的情况下所引起的微观混合不均匀、效果差的问题。三喷嘴撞击流结构，包括进料管I、进料管II和进料管III并排设置，进料管I和进料管III为尾部带有弯头的直管，进料管I喷嘴与进料管III喷嘴相对设置。三喷嘴撞击流—旋转填料床装置，包括旋转填料床和上述的三喷嘴撞击流结构，三喷嘴撞击流结构固定于转子的空腔内。本实用新型具有不等量进料均匀混合、快速反应、反应时间短、处理量大的优点，尤其适用于工业上反应体系物料比不为1的不等量进料的快速反应以及有一定黏度特性的反应体系。