射流搅拌反应器中气体混合均匀性的模拟研究

本文对常温常压下射流搅拌反应器中体积比1:1的氮气和氧气的流动混合过程进行了三维数值分析。结果表明,在球形反应区的所有网格中,内部氮气摩尔分数较低的网格的总体积与球形反应区体积的比值(体积占比)较高,主要分布在球形反应区的中心区域;内部氮气摩尔分数较高的网格体积占比较低,主要分布在喷嘴出口处及壁面附近。以氮气摩尔分数的加权标准差为参数,定量分析反应器内气体的混合均匀性后发现,喷嘴内径越小的射流搅拌反应器内部气体的混合均匀性越高。气体的速度矢量及流线分析表明,气体从喷嘴喷出后并不直接流向中心区域,而是先运动至壁面再逐渐向球心扩散,做螺旋向心运动。