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在高分子聚合、橡胶卤化等一些工业生产过程中,由于涉及快速化学反应,且体系粘度较大,此时反应器的微观混合性能成为产品质量的关键影响因素,可严重影响产品的分子结构、分子量分布等。因此,对粘性体系微观混合性能研究具有重要意义。螺旋盘管反应器无内插件及扰流部件,通过流体流动过程产生的二次流来提高微观混合效果,在使用过程中,对反应器的清洗方便,且不易堵塞,比较适合粘性流体的混合过程。本论文首先针对白行设计的平行型和垂直型加料组件进行了混合性能模拟研究,探讨了加料组件结构对混合性能的影响规律。并以碘化物-碘酸盐平行竞争反应体系为工作体系,通过添加甘油的方式调节体系粘度,对不同结构的螺旋盘管反应器进行微观混合性能实验研究,在此基础上,利用FLUENT软件对粘性体系中碘化物-碘酸盐平行竞争反应进行模拟研究,并与实验结果进行对比。主要研究内容与结果如下:1.设计平行型和垂直型两种不同加料方式的加料组件,其中垂直型加料组件包含2-Φ0.7,4-Φ0.5,10-Φ0.3,24-Φ0.2四种结构,用以研究初始进料尺度对混合的影响,借助流体力学软件对上述加料组件的混合性能进行模拟研究,并以离集指数衡量混合效果。模拟结果表明,垂直型加料组件的混合性能优于平行型加料组件,随开孔个数的增多,即初始进料尺度变小,垂直型加料组件的混合性能提高。2.采用碘化物-碘酸盐平行竞争反应体系,并以甘油调节体系粘度,研究了加料组件结构、操作条件等对螺旋盘管反应器微观混合性能的影响规律,并以离集指数Xs表征微观混合性能,研究结果表明:(1)离集指数XS,随主体溶液A的体积流量的增加而减小;随溶液B的[H+]的增加而增加;随两种溶液体积流量比的增加而增加。(2)两种溶液的粘度的增加都造成离集指数Xs的增加。(3)随垂直型加料组件开孔个数的增多,即初始进料尺度变小,离集指数Xs呈减小趋势。与加料组件混合性能的模拟结果相符。(4)螺旋盘管的内径减小,微观混合性能提高,与相同内径和当量长度的直管相比,螺旋盘管的微观混合性能较好3.以FLUENT模拟粘性体系中碘化物-碘酸盐平行竞争反应,建立螺旋盘管模型,考察主体溶液流量、溶液体积流量比、体系粘度对出口产物的离集指数的影响,与实验结果误差在士25%以内。