SMV静态混合器内气液两相流压降的研究.pdf

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1、第40卷第5期当代化工Vo]．40．N0．52011年5月ContemporaryChemicalIndustryMay．2011SMV静态混合器内气液两相流压降的研究张春梅，孔祥玲，王宗勇，吴剑华(沈阳化工大学，辽宁沈阳110142)摘要：以气一液两相流动的均相流模型为前提，运用流体力学计算软件对SMV静态混合器中的气液两相流的压力场进行模拟计算，分析其压降的规律，并与水平直圆管内压降和混合器内单液相流压降做了对比分析。结果表明：气液两相流流经SMV混合器的沿程压降及局部压降均随着雷诺数的增大呈

2、现明显增大趋势，且管路总压降与元件数成正比；静态混合器两相流压降远远大于水平直圆管压降，当雷诺数在800～40000问变化时，前者是后者的5到80倍；气含率低于5％时两相流摩擦压降倍率随着雷诺数的增大呈现微弱的增大趋势。关键词：SMV静态混合器；数值模拟；压降；气液两相流中图分类号：TQ021．1文献标识码：A文章编号：1671—0460(2011)05—0490—05ResearchonPressureDropofTwo—phaseFlowsinSMVStaticMixerZHANGChun—m

3、ei，KONGXiang-ling，WANGZong-yong，WUJian—hua(ShenyangUniversityofChemicalTechnology,LiaoningShenyang110142，China)Abstract：Basedontheuniformmodeloftwo—phaseflow,thepressurefieldofgas—liquidflowinSMVmixerwassimulatedbyprofessionalCFDsoftwareandwascompared

4、withthatofsinglephaseinSMVandthatintube．Theresultsshowthatthepressuredropalongthetubeandlocalpressuredropoftwo—phaseflowsinSMVstaticmixerincreasesignificantlywithincreasingofReynoldsnumber,andthetotalpressuredropisproportionaltothenumberofmix—componen

5、ts；two-phasepressuredropinstaticmixerislargerthanthatinthehorizontalcircularstraighttube，whenReynoldsnumberchangesintherangeof800to40000，theformeris5-80timesasbigasthelatter．Andthepressuredropratiooftwo—phaseflowincreasesslightlyasReynoldsnumberincrea

6、seswhenthegasholdupisbelow5％．Keywords：SMVmixer；Numericalsimulation；Pressuredrop；Gas—liquidtwophaseflows静态混合器(StaticMixer)是一种新型高效的混完整的研究，在多相流的压降计算方面多采用以试合设备，被广泛地用于液一液，液一气，液一固，验为基础的经验式或半经验式p。对于常见管路，气一气间的混合、反应、分散、传质和传热。因此，静态混合器的研究引起了化工、石油、医药、食品、合成纤维等工业界的

7、广泛关注。SMV型静态混合器是具有代表性的一种静态混合器”。其混合元件结构见图1。单个混合元由数图1混合元件结构图层宽度不同的波纹板叠加成圆柱状，每层按流道流Fig．1Structureofmixingelement向与相邻层流道流向垂直，与轴向成45。的形式平压力降有两种表示方法，一种表示为，行布置而成，多级串联使用时，相邻混合单元交错I⋯2△JD5=1成90。。，AP为混合管的压降，为摩目前常用于综合评价静态混合器传热传质效果擦因子；另一种表示为因子，Z=APsm／APo，它的主要性能参数有：

8、不均匀度、压降、努塞尔关表示流体经过}昆合元件所产生的压降与水平圆直管联式、停留时间分布等。压降是静态混合器的重要压降的相对大小，其中，△是水平圆直管压降，通参数之一，压降决定了能耗。目前对于静态混合器常是雷诺数Re的函数。这些大多为经验I!生结论中气液两相流的压降变化规律尚未形成比较系统、或实验结论，尚无理论依据。赵建华等曾经对基金项目：辽宁省教育厅重点实验室项目，项目号：2008si17。收稿日期：2011—02—25作者简介：张春梅(1975一)，女，辽宁台安人，博士学位，副