过程工程学报 ›› 2025, Vol. 25 ›› Issue (5): 471-482.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224298
周逸凡, 金光远*, 吴松, 景玉豪, 朱正山, 冯文凯, 宋春芳, 李臻峰, 宋飞虎, 李静
Yifan ZHOU, Guangyuan JIN*, Song WU, Yuhao JING, Zhengshan ZHU, Wenkai FENG, Chunfang SONG, Zhenfeng LI, Feihu SONG, Jing LI
摘要: 静态混合器无须外部能源、结构紧凑、集成便利,在食品加工行业中具有重要地位。其中涡流的引入能够显著提升其混合效率,提高反应效率及效果。目前主流涡流静态混合器通过内部结构产生涡流以达成高效混合,其结构需承受流动冲击,有损坏风险。本工作研究了一种涡流静态混合器,并通过数值模拟方法研究其流动与混合特性,考察了入口流速及结构参数,包括腔室长径比(D/H)和轴向管径比(D/Da)的影响。结果表明,混合器内部以涡流为主,伴有显著二次流,包括二次涡循环流区、短路流区以及偏心涡区。提高入口流速增强了内部涡流流动,减弱了二次流,出口分离强度显著减小。当流速达0.223 m/s,可于腔室出口达到完全混合。减小D/H或增加D/Da可强化内部涡流流动,混合效果随D/H减小而增强,随D/H由6减小至4,涡流腔出口分离强度由4.03×10-3减少至5.23×10-4。