高Schmidt數(shù)下噴射反應(yīng)器內(nèi)湍流混合反應(yīng)過程的多尺度模擬.pdf

1、本文首先利用PLIF實驗數(shù)據(jù)對CFD模擬中常用的三種湍流模型進行了驗證，結(jié)果表明標準κ-ε湍流模型和可實現(xiàn)κ-ε湍流模型均可較好的反映噴射反應(yīng)器內(nèi)的真實宏觀混合過程。 在此基礎(chǔ)上，利用流體力學模擬軟件Fluent6.2對噴射反應(yīng)器內(nèi)的湍流多尺度混合情況進行了研究，建立了評價噴射反應(yīng)器混合效果的指標，采用宏觀混合分數(shù)方差與微觀混合分數(shù)方差分別代表宏觀混合和微觀混合情況，考察了不同操作條件對噴射反應(yīng)器混合效果的影響。結(jié)果表明：1)在

2、引射流體速度不變的條件下，噴嘴速度越大，噴射反應(yīng)器的混合效果越好；2)在噴嘴速度不變的條件下，引射流體速度越大，噴射反應(yīng)器的混合效果越差；3)在噴嘴速度與引射流體速度之比一定的條件下，噴嘴速度與引射流體速度越大，噴射反應(yīng)器的混合效果越好；4)在本文所選的操作條件下，微觀混合過程為噴射反應(yīng)器內(nèi)物料間混合過程的控制步驟。 在對噴射反應(yīng)器內(nèi)湍流混合過程研究的基礎(chǔ)上，選用典型的平行-競爭反應(yīng)作為反應(yīng)體系進一步考察了噴射反應(yīng)器內(nèi)的湍流反應(yīng)

3、情況。利用兩環(huán)境DQMOM-IEM模型，通過平行-競爭反應(yīng)體系中的慢反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率衡量了操作條件對噴射反應(yīng)器內(nèi)湍流混合-反應(yīng)過程的影響。結(jié)果顯示：1)該混合-反應(yīng)模型可以正確的對噴射反應(yīng)器內(nèi)湍流混合與反應(yīng)之間的相互關(guān)系進行模擬，可以直觀的給出噴射反應(yīng)器內(nèi)不同位置處混合-反應(yīng)的詳細信息，為反應(yīng)器的優(yōu)化設(shè)計提供理論依據(jù)；2)在引射流體速度保持不變的條件下,噴射反應(yīng)器噴嘴速度越大，噴射反應(yīng)器的混合效果越好，平行-競爭反應(yīng)的選擇性越高；3)在保持

4、噴嘴速度不變的條件下，噴射反應(yīng)器引射流體速度越大，噴射反應(yīng)器的混合效果越差，平行-競爭反應(yīng)的選擇性越低；4)隨著噴嘴速度與引射流體速度比的增加，平行-競爭反應(yīng)的選擇性越來越好，說明二者速度比越大，噴射反應(yīng)器的混合效果越好；在速度比一定的情況下，速度越大，噴射反應(yīng)器的混合效果越好，平行-競爭反應(yīng)的選擇性越好。5)在噴嘴速度一定的情況下，慢反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率與Da數(shù)成線性關(guān)系，且直線的斜率與噴嘴速度相關(guān)；6)噴射反應(yīng)器內(nèi)的湍流反應(yīng)過程受湍流混合過