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第 55卷 第 2期 化 工 学 Vo1．55 X02 2004年 2月 Journal of Chemical Industry and February 2004 两股无预混流体湍流混合与反应过程的数值模拟 陈建峰 梁继 国 张建文 (北京化工大学教育部超重力工程研究中心 、化学工程学院 ，北京 100029) 摘 要 旋转填充床作为新型的高效反应传质设备，广泛应用于快速反应过程，如制备纳米粉体材料．但是旋 转床内的混合机理以及混合与反应的相互关系尚不清楚．作为旋转填充床内流动、混合与反应过程一种初步的 简化，针对两股无预混反应物料在通过丝网之后的湍流混合 、扩散及反应行为进行了数值模拟研究，以求为实 际应用中涉及多层丝网的旋转床内的混合反应机理的研究提供基础．对两股无预混反应物料的湍流流动与组分 混合过程，应用双方程七一￡湍流模型进行了模拟计算．对于所涉及的化学反应过程，建立了瞬时封闭模型进行模 拟．模拟的混合层厚度、平均浓度及浓度协方差等与文献公认结果进行了对比，二者吻合 良好，平均浓度的偏 差不超过 10％． 关键词 湍流 反应流动 混合 数值模拟 中图分类号 TK 124 文献标识码 A 文章编号 0438—1157 (2004)02—0207—07 NUM ERICAL SIM ULATIoN oF TURBULENT M IXING AND 报 REACTIoN PRoCESSoFTW O NoN．PREM IXED REACTANI1S 一 CHENJianfeng ，LIANG Jiguo andZHANGJinawen (ResearchCenteroftheMinistryoJ’EducationforHighGravityEngineeringandTechnoloKy； CollegeofChemicalEngineering．BeltingUnivresityofChemcialTechnology，Bei)ing100029，China) Abstract Mixingin therotatingpackedbedisextensivelyintensifiedandthereforeisofgreatpotentialasa novelreactorforfastreactionssuchasreactiveprecipitationtosynthesizenanoparticles．However，themixing mechanism andtheeffectofmixingonreactionhavenotbeenelucidatedyet．In thispaper，anew modelto simulatetheturbulentreactivemixingbetweentwonon—premixedreactantsflow throughasinglenetgridis presentedinordertohelpunderstandthemechanism andtheeffectofmixing intherotatingpackedbed．The standard是一￡turbulentmodelisappliedandthemomentaryclosureforthecovarianceintheequationsofspecies transferwhicharesimilartothemethodologypresentedbyToorissetup．Themixinglayerthickness，mean concentrationandconcentrationcovariancearesimulatedundertheexperimentalconditionsreportedbySaetran n anditisfoundthatcalculationa
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