攪拌在冶金、化工和材料加工單元操作過程中起著重要的作用。加強(qiáng)物料攪拌能增加多相流體在流動(dòng)過程中的湍流程度,從而縮短均勻混合時(shí)間和反應(yīng)時(shí)間,對(duì)于高溫過程,攪拌還有強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)的作用。但外加機(jī)械攪拌的反應(yīng)器最大的問題是對(duì)機(jī)械密封要求較高、不利于大幅提高溫度和壓力�？紤]到現(xiàn)有流體機(jī)械能回收技術(shù),本論文提出了利用高壓流體自身的壓力能來驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)流體的自我攪拌的新思路。根據(jù)這一新思路,本文設(shè)計(jì)并開發(fā)了 0203×954 mm的新型壓力能驅(qū)動(dòng)的自攪拌反應(yīng)器裝置,實(shí)現(xiàn)管式反應(yīng)器依靠流體自身壓力能進(jìn)行攪拌的目的。論文采用物理模擬和數(shù)值模擬的方法,結(jié)合PIV和高速照相等現(xiàn)代技術(shù)手段,圍繞自攪拌反應(yīng)器的停留時(shí)間分布和返混特性、自攪拌轉(zhuǎn)速大小、自攪拌反應(yīng)器的啟動(dòng)能及自攪拌反應(yīng)器內(nèi)的流動(dòng)特性等問題進(jìn)行了深入研究。主要研究結(jié)果如下:（1）采用刺激-響應(yīng)技術(shù),利用脈沖示蹤法測(cè)量了流體入口壓力（1.5,2,2.5,3 MPa）、液位高度（5/6D,4/6D,3/6D,2/6D,1/6D）和流體黏度（1.0,8.26,16.9,21.8,33 mPa·s）對(duì)自攪拌反應(yīng)器的停留時(shí)間分布特性影響規(guī)律,計(jì)算了相應(yīng)條... 

【文章來源】：東北大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：117 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

壓煮溶出器結(jié)構(gòu)示意圖

由于管式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單、加工十分方便，并且能夠適應(yīng)高壓條件，傳熱面積大，??多用于強(qiáng)烈放熱和加壓下的管式反應(yīng)，得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用１４６］。冶金企業(yè)用管道化??溶出設(shè)備如圖１．４所示。??我國的鋁土礦的加熱和溶出裝置多用管道裝置。１９３０年專家提出了ｆ道反應(yīng)裝置設(shè)??想，在１９６０年技術(shù)上可行，之后西德研發(fā)出第一套管道化溶出裝置，再后來國內(nèi)研發(fā)??出集德國管道溶出及法國ＡＰ公司設(shè)計(jì)的溶出裝置優(yōu)勢(shì)與一身的管道化及停留罐裝置。??它在管道內(nèi)加熱礦衆(zhòng)，在停留罐中反應(yīng)溶出。??＿??圖１．４管道化溶出設(shè)備??Ｆｉｇ．?１．４?Ｔｕｂｅ?ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ??－５－??

溶出反應(yīng)器和技術(shù)的基礎(chǔ)上，圍繞強(qiáng)化溶出反應(yīng)和提高傳熱效率（抑制結(jié)疤）兩個(gè)問題??｜｜８１，提出了新型礦物溶出反應(yīng)器的原型一一內(nèi)環(huán)流攪拌溶出反應(yīng)器，如圖１．５所示，并??己獲得國家發(fā)明專利（專利號(hào)：ＺＬ２００５１００４７３３８．３）。??該反應(yīng)器綜合了平推反應(yīng)器與全混流反應(yīng)器的優(yōu)勢(shì)，在運(yùn)行過程中增加液固兩相流??動(dòng)介質(zhì)在流動(dòng)過程中的湍流程度，加強(qiáng)傳質(zhì)傳熱和多相反應(yīng)過程；對(duì)己經(jīng)生成的結(jié)疤具??有破壞和去除的作用，從而達(dá)到防止結(jié)疤的目的；大大縮短混合時(shí)間［４６］，增加設(shè)備產(chǎn)能，??疊管式溶出反應(yīng)器的設(shè)計(jì)，節(jié)省占地面積，減少設(shè)備投資。但是該反應(yīng)器尚未突破機(jī)械??攪拌的密封問題，也即無法大幅提高溫度和壓力，滿足強(qiáng)化溶出反應(yīng)的進(jìn)行。??外攪拌內(nèi)環(huán)流疊管式反應(yīng)器存在的問題主要有兩個(gè)，一是高溫下密封使制造成本升??高，不適用于相對(duì)高溫高壓下的反應(yīng)過程。二是該反應(yīng)器完全依靠外加電機(jī)驅(qū)動(dòng)攪拌槳??葉旋轉(zhuǎn)

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本文編號(hào)：3020159