弹性搅拌桨强化液-液两相混沌混合及液滴分散特性的研究

• 作者: 刘作华 王闯 孙伟 陶长元 王运东
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 弹性搅拌桨 混合 混合澄清槽 Lyapunov指数 多尺度熵 粒径分布 D32
• 年，卷（期）: 2021,（10）
• 所属期刊栏目: 流体力学与传递现象
• 页码范围: 4611-4620
• 页数: 9页
• 分类号: TQ027.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20200675

摘要

传统的混合澄清槽一般采用刚性搅拌桨来实现液-液两相的混合萃取，普遍存在效率低、能耗高等问题。将一种弹性搅拌桨应用在混合澄清槽中，以强化液-液两相混沌混合及分散特性。以最大Lyapunov指数（LLE）和多尺度熵（MSE）表征体系混沌状态，以分散相液滴粒径分布、Sauter平均粒径（D32）等表征分散效果，分别研究了桨叶类型（弹性搅拌桨、刚柔组合桨及刚性桨）、弹簧长度、线径、外径等因素对混沌混合效果和分散特性的影响。结果表明，相比较刚性搅拌桨和刚柔组合搅拌桨，弹性搅拌桨通过弹簧的形变和储能作用，强化了搅拌能量的传递方式，提高了分散相的分散效果，有利于液液两相的混沌混合，在搅拌转速N=200 r/min、弹簧线径为0.6 mm、弹簧相对长度为1.2、弹簧外径为7 mm时，弹性搅拌桨体系的LLE和MSE更大，且MSE值波动最强；同时，各搅拌体系内分散相平均粒径D32与转速呈对数线性关系，弹性搅拌桨体系内分散相液滴尺寸更小且数量更多。