过程工程学报 ›› 2022, Vol. 22 ›› Issue (12): 1683-1690.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222066CSTR: 32067.14.jproeng.222066
禹言芳, 贺媛媛, 杨鹏, 姚云娟, 孟辉波*, 吴剑华
Yanfang YU, Yuanyuan HE, Peng YANG, Yunjuan YAO, Huibo MENG*, Jianhua WU
摘要: 采用计算流体力学组分输运模型和SST k?ω湍流模型,在Re=3000~9000范围内研究Lightnin静态混合器内萘酚(组分A)与对氨基苯磺酸(组分B)偶合氮化串联竞争反应,分析化学反应场中各组分浓度分布规律、湍流流动及微观混合特性。Lightnin内插件能够推进管内主反应的高效进行,副产物S较少且其浓度在0.0004~0.03 mol/L,而主产物R的浓度较副产物S高两个数量级。湍流强度随着雷诺数的增大呈现明显上升趋势,Re=3000时z/l=2处的湍流强度峰值(达到2.95)是出口处的2.02倍。湍流耗散率ε随径向位置的增加而减小,wA=0.5~0.6时浓度对ε的影响微弱,而wA=0.7~0.9时ε的轴向和径向分布随着浓度的增大逐渐减小,wA=0.6~0.9时z/l=10处的ε相比于wA=0.5时依次减小2.43%, 8.86%, 19.80%, 42.25%。Re=6000~9000时径流数呈周期规律分布,偶数旋流元件内形成小峰值,奇数元件内则内凹。组分A与组分B在摩尔比一定的条件下,Re=4000~9000出口位置处的微观混合特性相比于Re=3000时分别增强18.22%~55.34%。