【摘 要】
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利用数值模拟方法分析多喷嘴对称撞击流反应器内部流场以优化反应器结构。研究不同喷嘴数和进料条件对撞击流反应器内速度场、湍流特性及混合效果的影响。结果表明，不同喷嘴数撞击流反应器内流速分布为双峰型，等流速工况下速度梯度随喷嘴数增加而减小，高剪切力分布范围随喷嘴数增加先增大后减小。通过分析湍流尺度分布发现小尺度涡旋主要集中在撞击区，而大尺度涡旋主要集中在发展区，且四喷嘴撞击流反应器平均剪切应力及涡旋尺寸
【基金项目】
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国家自然科学基金资助项目（编号：21476141）； 辽宁省兴辽英才计划（编号：XLYC1808025）； 辽宁省教育厅科学研究经费项目（编号：LQ2020017; LJ2020036）；
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利用数值模拟方法分析多喷嘴对称撞击流反应器内部流场以优化反应器结构。研究不同喷嘴数和进料条件对撞击流反应器内速度场、湍流特性及混合效果的影响。结果表明，不同喷嘴数撞击流反应器内流速分布为双峰型，等流速工况下速度梯度随喷嘴数增加而减小，高剪切力分布范围随喷嘴数增加先增大后减小。通过分析湍流尺度分布发现小尺度涡旋主要集中在撞击区，而大尺度涡旋主要集中在发展区，且四喷嘴撞击流反应器平均剪切应力及涡旋尺寸梯度最大，四喷嘴结构更有利于增强流体湍动强度并强化混合。撞击流反应器内平均湍动能随喷嘴数增加先增大后减小，其中四喷嘴撞击流反应器内平均湍动能最大。当撞击流反应器为四喷嘴结构时，其混合效果最好，完全混合时间最短为22 s。在本研究工况内四喷嘴结构为撞击流反应器混合的最优结构。
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采用激光多普勒测速仪（LDV）与Fluent数值模拟相结合的方法研究了撞击流反应器内流场特性。通过对比两种方法得到的径向位置r/R=1,Z=±9两点处竖直方向速度大小，验证了本文采用的Fluent数值模拟方法研究撞击流流场的可靠性，并分析了误差存在的原因。同时，数值模拟结果显示，重力的存在造成撞击流流场的不对称分布，转速为200 rpm、400 rpm、600 rpm、800 rpm相对应的撞击面
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目前撞击流技术在化学工程及多种过程工业中具有广泛应用.为了对撞击流混合器内的流动特征进行更深入地研究，利用数值模拟对撞击流混合器内流场特性进行分析.通过模拟得到不同动量比及不同喷嘴间距下撞击流反应器内流体速度、湍动能及压力分布，探究不同入口动量比对撞击流混合器流场特性的影响.结果表明：在xOy截面上两喷嘴的动量比越大，流体压力值越大，压力梯度分布越大；湍动能分布沿径向逐渐减小.对撞击面径向流体速度
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