螺旋盘管反应器内粘性流体微观混合性能研究

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1、北京化工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：鱼叁日期：关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；

2、学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在上年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。作者签名：塑蹙导师签名：刍咝日期：7,oj7．上弓f学位论文数据集IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIMIlllllllllIIIIllIIIlY2393587中图分类号TQ021．8学科分类号530．1120论文编号1001020130063密级公开学位授予单位代码10010学位授予单位名称北京化工大学作者姓名何爽学号20100000

3、63获学位专业名称化学工程与技术获学位专业代码081700课题来源国家自然科学基金研究方向反应过程强化论文题目螺旋盘管反应器内粘性流体微观混合性能研究关键词粘性流体、微观混合效率、螺旋盘管、碘化物．碘酸盐体系论文答辩日期2013．5．29母论文类型应用研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师初广文副教授北京化工大学化学工程与化工设备评阅人l宋云华副教授北京化工大学化工工艺及设备评阅人2徐联宾教授北京化工大学化学工程评阅人3评阅人4评阅人5答辩委员会主席陶霞教授北京化工大学化学工程答辩委员1毋伟教授北京化工大学化学工程答辩委员2

4、徐联宾教授北京化工大学化学工程答辩委员3宋云华副教授北京化工大学化工工艺及设备答辩委员4王洁欣副教授北京化工大学化学工程答辩委员5注：一．论文类型：1．基础研究2．应用研究3开发研究4．其它二．中图分类号在《中国图书资料分类法》查询。三．学科分类号在中华人民共和国国家标准(GB／T13745—9)《(学科分类与代码》申查询。四．论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。摘要螺旋盘管反应器内粘性流体微观混合性能研究在高分子聚合、橡胶卤化等一些工业生产过程中，由于涉及快速化学反应，且体系粘度较大，此时反应器的微观混合性能成为产品质量的关键影响因素，可严

5、重影响产品的分子结构、分子量分布等。因此，对粘性体系微观混合性能研究具有重要意义。螺旋盘管反应器无内插件及扰流部件，通过流体流动过程产生的二次流来提高微观混合效果，在使用过程中，对反应器的清洗方便，且不易堵塞，比较适合粘性流体的混合过程。本论文首先针对白行设计的平行型和垂直型加料组件进行了混合性能模拟研究，探讨了加料组件结构对混合性能的影响规律。并以碘化物．碘酸盐平行竞争反应体系为工作体系，通过添加甘油的方式调节体系粘度，对不同结构的螺旋盘管反应器进行微观混合性能实验研究，在此基础上，利用FLUENT软件对粘性体系中碘化物一碘酸盐平行竞争反应进行模拟

6、研究，并与实验结果进行对比。主要研究内容与结果如下：1．设计平行型和垂直型两种不同加料方式的加料组件，其中垂直型加料组件包含2-@0．7，4-@0．5，10．①O．3，24一①O．2四种结构，用以研究初始进料尺度对混合的影响，借助流体力学软件对上述加料组件的混合性能进行模拟研究，并以离集指数衡量混合效果。模拟结果表明，垂直型加料组件的混合性能优于平行型加料组件，随开孔个数的增多，即初始进料尺T北京化工大学硕士学位论文度变小，垂直型加料组件的混合性能提高。2．采用碘化物一碘酸盐平行竞争反应体系，并以甘油调节体系粘度，研究T31料组件结构、操作条件等对螺

7、旋盘管反应器微观混合性能的影响规律，并以离集指数Xs表征微观混合性能，研究结果表明：(1)离集指数Xs，随主体溶液A的体积流量的增加而减小；随溶液B的[H+]的增加而增加；随两种溶液体积流量比的增加而增加。(2)两种溶液的粘度的增加都造成离集指数Xs的增加。(3)随垂直型加料组件开孔个数的增多，即初始进料尺度变小，离集指数Xs呈减小趋势。与加料组件混合性能的模拟结果相符。(4)螺旋盘管的内径减小，微观混合性能提高，与相同内径和当量长度的直管相比，螺旋盘管的微观混合性能较好。3．以FLUENT模拟粘性体系中碘化物一碘酸盐平行竞争反应，建立螺旋盘管模型，

8、考察主体溶液流量、溶液体积流量比、体系粘度对出口产物的离集指数的影响，与实验结果误差在土25％以内。关键词：