「」化工人必看-微通道反应器的反应过程及混合过程
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我们都知道以微通道反应器为代表的微化工技术 ， 在传质和传热上有着巨大的优势 ， 这在非常多的实验中都得到了验证 ， 而关于其反应过程中混合过程的研究并不多见 。 为了深度挖掘其背后的影响因素 ， 我们进行了如下实验 ， 旨在探寻微反应器和微混合器背后的故事 。
摘要:
本实验考察了氢离子浓度、雷诺数和混合流体的体积流量比对微混合器离集指数的影响 ， 并对实验结果进行了理论分析 。 结果表明 :对所研究的两种微混合器 ， 混合流体的体积流量比为1时 ， 适宜的氢离子浓度范围均为0.02-0.04mol/L ， 微观混合效果最好 。 随着体积流量比的增加 ， 离集指数增加 ， 表明微观混合性能变差 。 雷诺数增大有利于微观混合效率的提高 。 在所研究的雷诺数范围内 ， 相同雷诺数时分离再结合型微混合器的微观混合效果略好于内交叉指型微混合器。
关键词：微混合器；微观混合；离集指数；分离再结合型微混合器 。
引言:
微流体系统中的混合过程是重要环节 ， 混合效率的高低直接影响后续反应过程的进行 。 微观混合可以实现分子尺度上的均匀混合 ， 因此对微混合器微观混合性能的研究具有重要意义 。 目前 ， 微观混合性能的研究方法主要有示踪法、CFD法和化学法 。 化学法中的平行竞争反应体系和串联竞争反应体系是两种比较常用的研究微观混合性能的体系 。 其中， 由Fournier提出的碘化物-碘酸盐平行竞争反应体系 ， 因其反应简单、操作简便、反应物无毒无害、产物易于分析、成本低等优点 ， 近年来广泛被研究者所采用 。
由于微通道尺寸小 ， 流体在微通道中的流动为层流状态 ， 为了在层流状态下提高微混合器的混合效果 ， 实现快速混合 ， 学者们设计出了许多微混合器的结构 。 依据有无外力的加人将微混合器 ， 分为主动型微混合器与被动型微混合器 。 主动型微混合器需要外界的能量加人以诱导混合的发生， 如磁场、电动力、超声波等 。 与主动型微混合器需要加人外界能量不同 ， 被动型微混合器仅依靠自身的几何结构来促进混合 。
【「」化工人必看-微通道反应器的反应过程及混合过程】
被动型微混合器又可以分为T型、分流型、混沌型等 。 T型微混合器结构简单 ， 但无法提供很大的流体间接触面积 。 分流型微混合器将待混合流体分成许多薄层 ， 薄层间相互接触 ， 增大流体间接触面积促进混合 。 本文所研究的内交叉指型微混合器为分流型微混合器 。 混沌对流可以使流体界面变形、拉伸 、折叠 ， 从而增加流体界面面积强化传质 。 本文所研究的分离再结合型微混合器就是一种三维结构的混沌型微混合器 。
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