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撞 击流技术研究及反应装置开发
编辑:能源与动力工程学院 张建伟     发布时间:2018-10-15

撞击流 是强化相间 热质传递的最有效 方法之一,可以广泛应 用于混合、萃取、结晶、破碎、吸附和解吸等多种单元操作过 程,对其进行理论和应用研究具有重要的意义。

能源与动力工程学 院张建伟教授带领 科 研团队于2000年 开始从事撞击流技术 及反应装置开发方面的研究工作。为探索撞击区流场独特的流动结构和状 态,采用PDAPIVPLIF等先进的激光测量技术,对撞击区的速度场、浓度场及压力场等进行研究,获取瞬 时和时均速度、浓度、湍动能等 多种流场特性 表征参数的分布规律。在此基础上,利用混沌、分形、小波 变换等非线性分析方法描述混沌流场的 非线性参数与流场宏观运 动特征 之间的关系,探讨其对传质传热效果的影响。建立双多组浸没撞击流的数学模型,采用数值 模拟方法研 究非线性动力学特性,并通过与实验数据对比进行模 型的修正和完善。理 论研究成果丰硕,在J.Chem.Eng.Jpn.Can. J. Chem. Eng.Chem. Eng. Technol .Int. J. Chem. React. Eng.、化工学报、高校化学工程学报等多种国内外 知名学术期刊发表论文50余篇。

在理论研究 的基础上,团队注重撞击流技术的应用 和科研 成果转化,研究开发了 多种新型撞击流反应器及 配套装置。自主开发设计了浸没循环式撞击流反应器多组同轴式撞击流反应器等多种结构的反应器,其中一 种多组分层式浸没撞击流反应器”(ZL2014 1 0678158.4)”一种水 平三向撞击流混合反应器ZL2014 1 0678254.9)获批国家发明专利,另有实用新型专利近10项。利用研发的反应器搭建实验平台进行小试和中试,证明了 以撞击流 技术为核心的反应装置与反应釜等传统设备相比,具有反应速度快、混合均匀度高、能 量损失小 等 特点, 能有 效提高经济效益;此外,设备内无转动部件,避免 跑 冒滴漏现象,体现了环保节能的设计理 念,社会效益显著。

上 述研究工作得到了国家自 然科学基金(面上)项目、贵州省自然科学基金项 目、贵州省高等 学校优秀人才支持计划项目、贵州省科技攻关项目、贵阳市“双百工程”科技计划重大科技成果转化项目等 多项国家和省市级项目 的支持,并与贵阳 东方钛业有限公司达成技术转让,实现了科研成果产业化。

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