現(xiàn)有的三氟丙基甲基二氯硅烷生產(chǎn)工藝常采用傳統(tǒng)的攪拌反應(yīng)釜作為反應(yīng)器,這導(dǎo)致了生產(chǎn)過程中存在著反應(yīng)速率低、生產(chǎn)周期慢的問題。噴射回路反應(yīng)器作為一種混合性能良好的反應(yīng)設(shè)備,適用于氣液兩相反應(yīng),能夠有效地提高反應(yīng)速率,縮短生產(chǎn)周期。為了提高三氟丙基甲基二氯硅烷生產(chǎn)效率,本課題組提出將噴射回路反應(yīng)器應(yīng)用于的其生產(chǎn)工藝的設(shè)想,并依托威海新元化工有限公司對(duì)噴射回路反應(yīng)器中文丘里噴射器的混合特性進(jìn)行了研究。文丘里噴射器是噴射回路反應(yīng)器中的關(guān)鍵部件,為了確定反應(yīng)器中文丘里噴射器各項(xiàng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的最優(yōu)值,本文研究了氣液兩相在文丘里噴射器中的混合特性。具體研究內(nèi)容如下:首先,依照文丘里噴射器的工作原理,提出了文丘里噴射器的吸氣量的估算公式;然后建立了文丘里噴射器的三維數(shù)值模型,并利用此模型探索了文丘里噴射器的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其混合性能的影響,同時(shí),利用模擬結(jié)果對(duì)吸氣量估算公式進(jìn)行了驗(yàn)證與修正;最后,搭設(shè)實(shí)驗(yàn)裝置,進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),研究了噴嘴和混合段間的距離對(duì)噴射器吸氣量的影響,并通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)與模擬結(jié)果驗(yàn)證了數(shù)值模型的合理性,本文研究得到如下結(jié)論:(1)文丘里噴射器吸氣量的估算公式如下:(?)(2)結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)噴射器吸氣量的影響規(guī)律:噴嘴出口半徑的減小,吸氣室出口高度的增加,混合段直徑的減小,擴(kuò)壓段角度的減小,均能夠增加噴射器的吸氣量,且增加幅度逐漸增大;噴射器的吸氣量隨著混合段長度的增加而增加,且增長的幅度逐漸減小,混合段長徑比超過7后,吸氣量增加便不再明顯;吸氣室入口直徑及擴(kuò)壓段的長度對(duì)吸氣量的影響不大。(3)結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)噴射器混合效果的影響:噴嘴出口半徑的減小,吸氣室出口高度的減小,混合直徑的擴(kuò)大,混合段長度的減小,擴(kuò)壓段角度的減小均有利于氣液兩相的混合;吸氣室入口直徑及擴(kuò)壓段長度對(duì)噴射器混合效果影響不大。(4)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明在噴嘴與混合段距小于10mm時(shí),噴嘴與混合段的距離對(duì)吸氣量的影響并不明顯,而當(dāng)噴嘴與混合段距大于12.5mm時(shí),吸氣量隨噴嘴與混合段距離的增加有明顯的增加。模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的變化趨勢相同,這驗(yàn)證了模擬的合理性。
【學(xué)位單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TQ264.1;TQ052
【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 噴射回路反應(yīng)器
        1.1.1 噴射回路反應(yīng)器原理及優(yōu)點(diǎn)
        1.1.2 噴射回路反應(yīng)器應(yīng)用
    1.2 文丘里噴射器
        1.2.1 文丘里噴射器結(jié)構(gòu)及原理
        1.2.2 文丘里噴射器應(yīng)用
    1.3 國內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.3.1 噴射回路反應(yīng)器的研究進(jìn)展
        1.3.2 文丘里噴射器的研究進(jìn)展
        1.3.3 總結(jié)
    1.4 課題研究內(nèi)容
2 數(shù)值模型建立
    2.1 模擬尺寸
    2.2 網(wǎng)格劃分
    2.3 模擬設(shè)置
        2.3.1 控制方程
        2.3.2 邊界條件
        2.3.3 流體材料的物性
        2.3.4 數(shù)值求解收斂條件
        2.3.5 網(wǎng)格無關(guān)性檢測
    2.4 初步模擬結(jié)果
    2.5 噴射器吸氣量估算公式
3 結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)吸氣量的影響規(guī)律
    3.1 噴嘴出口半徑對(duì)吸氣量的影響規(guī)律
        3.1.1 不同噴嘴出口半徑噴射器模擬方案
        3.1.2 不同噴嘴出口半徑噴射器模擬結(jié)果分析
        3.1.3 估算公式的驗(yàn)證與修正
    3.2 吸氣室出口高度對(duì)吸氣量的影響規(guī)律
        3.2.1 不同吸氣室出口高度噴射器模擬方案
        3.2.2 不同吸氣室出口高度噴射器模擬結(jié)果分析
        3.2.3 估算公式的驗(yàn)證與修正
    3.3 吸氣室入口直徑對(duì)吸氣量的影響規(guī)律
        3.3.1 不同吸氣室入口直徑噴射器模擬方案
        3.3.2 不同吸氣室入口直徑噴射器模擬結(jié)果分析
        3.3.3 估算公式的驗(yàn)證
    3.4 混合段半徑對(duì)吸氣量的影響規(guī)律
        3.4.1 不同混合段半徑噴射器模擬方案
        3.4.2 不同混合段半徑噴射器模擬結(jié)果分析
        3.4.3 估算公式的驗(yàn)證
    3.5 混合段長度對(duì)吸氣量的影響規(guī)律
        3.5.1 不同混合段長度噴射器模擬方案
        3.5.2 不同混合段長度噴射器模擬結(jié)果分析
        3.5.3 估算公式的驗(yàn)證
    3.6 擴(kuò)壓段長度對(duì)吸氣量的影響規(guī)律
        3.6.1 不同擴(kuò)壓段長度噴射器模擬方案
        3.6.2 不同擴(kuò)壓段長度噴射器模擬結(jié)果分析
        3.6.3 估算公式的驗(yàn)證
    3.7 擴(kuò)壓段角度對(duì)吸氣量的影響規(guī)律
        3.7.1 不同擴(kuò)壓段角度噴射器模擬方案
        3.7.2 不同擴(kuò)壓段角度噴射器模擬結(jié)果分析
        3.7.3 估算公式的驗(yàn)證
    3.8 本章小結(jié)
4 結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)混合效果的影響規(guī)律
    4.1 噴嘴出口半徑對(duì)混合效果的影響
    4.2 吸氣室出口高度對(duì)混合效果的影響
    4.3 吸氣室入口直徑對(duì)混合效果的影響
    4.4 混合段半徑對(duì)混合效果的影響
    4.5 混合段長度對(duì)混合效果的影響
    4.6 擴(kuò)壓段長度對(duì)混合效果的影響
    4.7 擴(kuò)壓段角度對(duì)混合效果的影響
    4.8 本章小結(jié)
5 噴射回路反應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)容與方法
    5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    結(jié)論
    展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2842379