一种涡流静态混合器流动及混合特性

作     者：周逸凡 金光远 吴松 景玉豪 朱正山 冯文凯 宋春芳 李臻峰 宋飞虎 李静 

作者机构：江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江南大学智能制造学院 

出 版 物：《过程工程学报》 (The Chinese Journal of Process Engineering)

年 卷 期：2025年第5期

页      面：471-482页

核心收录：

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083201[工学-食品科学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(编号:21606109) 广东省智能食品制造重点实验室开放项目(编号:2022B1212010015) 

主　　题：混合 静态混合器 涡流管 计算流体力学 涡流 二次流 

摘      要：静态混合器无须外部能源、结构紧凑、集成便利，在食品加工行业中具有重要地位。其中涡流的引入能够显著提升其混合效率，提高反应效率及效果。目前主流涡流静态混合器通过内部结构产生涡流以达成高效混合，其结构需承受流动冲击，有损坏风险。本工作研究了一种涡流静态混合器，并通过数值模拟方法研究其流动与混合特性，考察了入口流速及结构参数，包括腔室长径比（D/H）和轴向管径比（D/Da）的影响。结果表明，混合器内部以涡流为主，伴有显著二次流，包括二次涡循环流区、短路流区以及偏心涡区。提高入口流速增强了内部涡流流动，减弱了二次流，出口分离强度显著减小。当流速达0.223 m/s，可于腔室出口达到完全混合。减小D/H或增加D/Da可强化内部涡流流动，混合效果随D/H减小而增强，随D/H由6减小至4，涡流腔出口分离强度由4.03×10-3减少至5.23×10-4。