搅拌槽内非牛顿流体粘度对微观混合影响的研究

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1、北京化工大学硕士学位论文搅拌槽内非牛顿流体粘度对微观混合影响的研究姓名：Rajab.A.Atibeni申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：高正明20050602MasterDegreeThesis—Beijingu“!!竺型!fch塑“lTechnolo型搅拌槽内非牛顿流体粘度对微观混合影响的研究摘要釜式搅拌反应器在化工、制药、冶金及高分子合成等行业中有着广泛的用途，微观混合指的是物料从湍流分散后的最小微团到分子尺度上的均匀化过程。微观混合对于快速复杂反应的产物分布影响很大。近几十年对微观混合的研究取得了长足的进步，但绝大部分研究是在较小的反应釜内

2、进行(一般釜的直径小于0．3m)，而冷模实验槽槽径一般需要达到0．5m左右才能有效反映出槽内结构、桨型等结构参数对反应的影响规律，且几乎没有针对非牛顿流体高粘度系统的微观混合特性研究。利用改进的硫酸铜沉降反应和氯乙酸乙酯水解反应的快速平行竞争反应体系在直径O．476m的反应釜内，研究了不同质量分数(O％，0．1％和0．5％)羟乙基纤维素(HEC)体系中，在排除硫酸铜副反应干扰的情况下，利用吸光度与铜离子浓度的线性关系，考察了加料时间、加料位置、搅拌转速以及粘度等因素对产物分布的影响。实验结果表明，副产物收率随搅拌转速的增加而降低、随粘度的增加而增大，但随

3、粘度的提高，其上升韵趋势减缓。通过修改简化的!竺生!里墼!竺!!!!!：：里业!竖!!!生!!!!鲨型曼!!里!!型!竺!!!生型微观混合模型～卷吸模型来预测产物分布的结果，模型预测值和实验结果吻合较好。研究结果对粘稠物系搅拌反应器的优化设计具有指导意义。关键词：微观混合，非牛顿流体，搅拌槽，羟乙基纤维素，粘度，卷吸模型MasterDegreeThesis一一BeijingUniversityofChemicalTechnologyINFLUENCEoFVISCoSITYoNTHEMICRoMIXINGoFNoN．NEWToNIANFLUIDINASTI

4、RREDTANKABSTRACTMechanicallyagitatedreactorsarewidelyusedinmanyindustrialprocesses，suchaschemical，pharmacy，food，petroleum，etal—MicromixingreferstotheprocessofmaterialhomogenizationfromKolmogorovscaletomolecularscaleafterturbulentdiffusion．Micromixinghasagreatinfluenceontheproduct

5、distributionofcomplicatedfastreactions．Thoughmicromixinghasbeenstudiedintensivelyinthelastdecade，mostoftheresearcheshavebeencarriedoutinsmall—scalereactors．It证difficulttOinvestigatetheeffectoftankgeometryonmicmmixnginSllCtlsmallscalereactors．LittleattentionhasbeenpaidtotheNon—New

6、tonianfluidsystemcharacteristicsofmicromixingintankwithhighviscosity．Theinfluenceofviscosityonthemicmmixingofnon—Newtonianfluidwasinvestigatedbyusingtwoparallelcompetingreactions，cupricsulfateandsodiumhydroxidecompetingwithalkalinehydrolysisofethylchtomacetate，whichwereimprovedan

7、dsuccessfullyappliedintheviscousfluidasworkingreactions．TheexperimentswerecarriedOUtinastirredtank¨lMasterDegreeThesis一．BeijingUniversityofChemicalTechnologyofO．476mdiameteragitatedbyaRushtonturbine．Hydroxyethylcellulose(HEC)watersolutionwith0．1％and()．5％concentrations(wt％)wasused

8、asviscousfluidintheexperiments．Theeffect