偏心多层桨射流搅拌反应器的混沌混合特性研究

常规多层桨搅拌器内混沌混合区和规则混合区共存，径向混合充分，轴向混合差。搅拌的周期性和流场的对称性产生规则区，降低了混合效率。混沌混合是混沌区的流线经过反复的拉伸与折叠、使流体处于宏观不稳定状态并蕴含内在规律性的混合形式。提高流场的非对称性和流体的宏观不稳定性,能增大混沌区，降低操作能耗、提高混合效率。目前，多层桨搅拌反应器混沌混合的强化方法及本质研究较少，制约了大型搅拌反应器的发展。本项目重点研究射流搅拌强化下偏心多层桨搅拌反应器内液相、液-液、液-固等流体的混沌混合行为及特性，分析不同偏心因子等条件下宏观不稳定频率的变化规律，以及这些变化与射流速率、机械搅拌功率的相关性；模拟计算耦合流场结构特征，分析混沌演化规律，从而了解混沌混合与宏观不稳定频率、流场结构的本质联系，最终建立偏心多层桨射流搅拌混沌混合的理论模型。研究成果可为节能型多层桨搅拌反应器设计提供理论依据。