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化学工程2025年第02期:声共振连续混合停留时间分布

来源:期刊VIP网 时间:


作者:朱士富;刘红星;马宁;李博豪;陈松;付小龙;谢中元;

单位:西安近代化学研究所;中国兵器工业火炸药工程与安全技术研究院;

摘要:为模拟连续声共振混合的流场和停留时间分布特性,以TMTD(2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇)合成过程中使用的异丁醛和氢氧化钠溶液为对象,采用基于VOF-DPM(流体体积模型-离散相模型)的气液固三相流模型,VOF模型求解连续混合气液相界面,DPM模型追踪示踪粒子位置,通过连续相对颗粒的作用力实现VOF模型和DPM模型的单向耦合。通过提取示踪粒子的逃逸时间获取物料停留时间分布特性,并对连续混合通道3种关键结构参数:折流板数量、折流板倾角和开槽尺寸对停留时间分布的影响进行研究。结果表明:在60 g振动加速度下,停留时间分布曲线峰值位于11—16 s之间,95%以上的物料可在40 s内流出连续混合通道;3种结构参数对于停留时间分布的影响程度顺序为开槽尺寸>折流板数量>折流板倾角,折流板数量的增加在延长停留时间的同时还将提升停留时间分布曲线峰值,即停留时间分布更为集中,折流板倾角的变化对停留时间影响不明显,而开槽尺寸对停留时间影响最为显著,大开槽通道中物料停留时间显著缩短。

关键词:声共振连续混合;TMTD;多相流;停留时间;数值模拟