sk型静态混合器
静态混合器的种类和用途精编版
静态混合器的种类和用途公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]静态混合器百科名片静态混合器静态混合器是一种没有运动部件的高效混合设备，其基本工作机理是利用固定在管内的混合单元体改变流体在管内的流动状态，以达到不同流体之间良好分散和充分混合的目的。
目录简介静态混合器是20世纪70年代初开始发展的一种先进混合器，1970年美国凯尼斯公司首次推出其研制开发的静态混合器，20世纪80后，国内相关企业也纷纷投入研究生产，其中在乳化燃料生产方面也得到了很好的应用。
自20世纪70年代以来，静态混合器就已开始在化学工业、食品工业、纺织轻工等行业得到应用，并取得良好的成果。
但静态混合器作为一种专利产品，国内、国外都对此结构不但保密，而且制成一次性不可拆卸结构。
同时，固化剂和粘度相差很大（环氧树脂粘度是固化剂粘度的20～80倍），两流体在管路中流速又非常低，造成它们难以混合均匀。
静态混合器是一种先进的单元设备，和搅拌器不同的是，它的内部没有运动部件，主要运用流体流动和内部单元实现各种流全的混合以及结构特殊的设计合理性。
静态混合器与孔板柱、文氏管、搅拌器、均质器等其它设备相比较具有效率高、能耗低、体积小、投资省、易于连续化生产。
静态混合器中，流体的运动遵循着“分割-移位-重叠”的规律，混合过程的中起主要作用的是移位。
移位的方式可分为两大类：“同一截面流速分布引起的相对移位和“多通道相对移位”，不同型号混合器的移位方式也有所不同。
海泰美信HICHINE静态混合器不仅应用于混合过程，而且可以应用于与混合-传递有关的过程，包括气/气混合、液/液萃取、气/液反应、强化传热及液/液反应等过程。
静态混合器广泛应用于塑料、化工、医药、矿冶、食品、日化、农药、电缆、石油、造纸、化纤、生物、环保等多个行业。
由于该产品耗能低、投资省、效果好、见效快，为用户带来了可观的经济效益。
原理静态混合器静态混合器的工作原理，就是让流体在管线中流动冲击各种类型板元件,增加流体层流运动的速度梯度或形成湍流,层流时是“分割-位置移动-重新汇合”，湍流时，流体除上述三种情况外，还会在断面方向产生剧烈的涡流，有很强的剪切力作用于流体，使流体进一步分割混合，最终混合形成所需要的乳状液。
sk型静态混合器
SX
液-液相：水平或垂直（自上而下）安装
SL
液-液相：水平或垂直（自上而下）安装
液-固相：水平或垂直（自上而下）安装
SH
气-液相：两端法兰尺寸按产品公称直径放大一级来定，采用SL型安装形式
SK
气-液相：以可拆内件不固定的一端为进口
注：气-液相指气相物流是工作物流，而液相物流是被动物流。
μ--操作工况条件下的液体动力粘度，mPa·s；
g--重力加速度，9.81m/s2；
（2）静态混合器的长度与混合效果的关系
静态混合器的混合效果与它的长度有一定关系，混合流体的流型不同，长度对混合效果的影响也不同。对气-气混合过程，其混合比较容易，在完全湍流的情况下静态混合器的长度与管径的比L/D=2-5就行。
对于需要在混合器外壳设置换热夹套管时，要在订货时说明。
对于SH系列产品，由于其加工精度高，维修困难，要求使用的介质清洁或能用溶剂倒置清洗，要不就是介质在高温下能熔化才行。
对于SV系列产品，若因流体不清洁而堵塞，可拆卸设备、用水（蒸汽）或溶剂倒置清洗，也可拆掉单元，取出堵物。
对于SK系列的活络单元产品，可将整个单元抽出清洗，但拉出时切忌敲击，以免单元变形。
f=43.7ReD-0.631
--
--
13＜ReD≤70
f=74.7ReD-0.476
10＜ReD≤100
f=57.7ReD-0.568
湍流区
范围
关系式
150＜ReD≤2400
f=14.1ReD-0.329
150＜ReD≤2400
f=10.3ReD-0.351
ReD＞150
f≈1.0
70＜ReD≤2000
SK型静态混合器内瞬时速度时间序列分形识别
SK型静态混合器内瞬时速度时间序列分形识别吴剑华;孟辉波;禹言芳;龚斌【期刊名称】《四川大学学报（工程科学版）》【年(卷),期】2010(042)001【摘要】为了研究静态混合器内湍流速度的非稳态特性,在湍流状态下(Re= 3972 ~11916)利用激光多普勒粒子分析仪下对直径为0.04 m、长径比为1.25的SK型静态混合器的3维湍流瞬时流场进行测量.基于小波阈值消噪理论和分形理论,选用Sym小波基在不同消失矩Ⅳ对瞬时速度时间序列进行多尺度分析.结果表明:静态混合器内瞬时速度信号呈现低维非周期长程自相似分形特性,Hurst指数在0.845～0.896之间波动;单个混合元件内,随着轴向位置的增加,Hurst数值先减小后增大,随着径向位移的增大Hurst数值呈先增大后减小的双峰分布;元件衔接处速度波动信号奇异性最强,N=8时速度波动信号分解误差最小.【总页数】7页(P220-226)【作者】吴剑华;孟辉波;禹言芳;龚斌【作者单位】沈阳化工学院机械工程学院高效化工混合技术省级重点实验室,辽宁沈阳110142;沈阳化工学院机械工程学院高效化工混合技术省级重点实验室,辽宁沈阳110142;沈阳化工学院机械工程学院高效化工混合技术省级重点实验室,辽宁沈阳110142;沈阳化工学院机械工程学院高效化工混合技术省级重点实验室,辽宁沈阳110142【正文语种】中文【中图分类】TQ051.7【相关文献】1.SK型静态混合器内的三维流场数值模拟 [J], 孟辉波;吴剑华;侯海瑞;禹言芳2.SK型静态混合器内的流动特性数值研究 [J], 孟辉波;禹言芳;吴剑华3.SK型静态混合器湍流瞬时速度时间序列关联积分 [J], 孟辉波;禹言芳;刘志强;吴剑华4.SK型静态混合器壁压脉动信号的多尺度多分形特性 [J], 吴剑华;孟辉波;禹言芳;龚斌5.高黏度流体在SK型静态混合器内的流动特性 [J], 孟辉波;吴剑华;禹言芳;陈旭因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
SK型静态混合器流体湍流阻力的研究_张春梅
SK型静态混合器流体湍流阻力的研究
张春梅
1, 2
对于理想的旋转运动 , 没有 z 向的显著流动即
—
uz = 0。根据普兰特的混合长度假说
′ ′ ′ — ′ —
[ 7 2 点之间的时均流速差为同一量级 , 可以认 为 uz 远小于 ux 、 uy 、 ux 、 uy , 对于稳定的流动 ux , uy均 不随时间变化 , ux , uy 在 z向变化度远小于 x 向 y 向 的变化度 , 则可将方程组化简为
, 吴剑华 , 龚 斌
2
2
(1. 天津大学 化工学院 , 天津 300072; 2. 沈阳化工学院 , 辽宁 沈阳 110142)
摘要 : 为了获得流体在 SK型静态混合器中湍流流动时的流动阻力规律 ,提出一种新的流体阻力的计算模型 。在流体 不可压缩的假设前提下 ,将流体在 SK型静态混合器中的螺旋形运动分解成轴向直线运动和环向旋转运动 。在流体 作湍流流动时 ,运用流体力学理论 ,分别求解出流体作 2 种运动时所产生的流体阻力的计算式 ,然后进行叠加得到 SK 型静态混合器湍流时流体阻力理论计算式 。以水为实验介质 ,对 SK型静态混合器流体湍流阻力进行了实验测量 ,回 归出实验公式 。与理论结论进行比较分析 ,得出流动摩擦系数与雷诺数的负 0. 25次幂呈线性关系的结论 。 关键词 : 静态混合器 ; 湍流 ; 流体阻力 ; 摩擦系数 中图分类号 : TQ 051. 7 文献标识码 : A 文章编号 : 1005 2 9954 (2006) 10 2 0027 2 04
传统SK型静态混合器与开缝式SK型静态混合器的性能探讨
传统SK型静态混合器与开缝式SK型静态混合器的性能探讨从传统SK型静态混合器基本功能和结构出发，通过数值模拟和实验模型验证，提出了开缝式SK型静态混合器，并比较了在相同实验条件下两种静态混合器的指标：混合度和压力损失，得出传统SK型静态混合器与开缝式SK型静态混合器的性能差异。
标签：开缝式SK型静态混合器；静态混合器；混合度；压力损失0 引言静态混合器发明以来，在很多行业得到了广泛的运用，尤其是在化工、医药、农业、纺织、食品等行业。
静态混合器是一种较为先进的混合单元设备，它的内部结构是由一系列特定螺旋单元构成，该单元在内部是固定不动的，这与机械搅拌混合器有很大的不同，机械搅拌器是靠电机带动，从而实现各种流体的混合，但其长时间在恶劣环境下工作，会造成机械搅拌混合器的稳定性、可靠性不高。
静态混合器与其它混合设备相比较，具有可靠性高、效率高、结构简单、能耗低、体积小、性价比高等优点。
1 静态混合器的工作原理静态混合器之所以能起到混合的作用，是其结构单元改变了混合流体的速度梯度和流态。
当混合流体运动状态为层流时，其通过管道流经混合单元，之后撞击混合单元，使混合流体产生流体分割-流体位置移动-流体再汇合。
当混合流体运动状态为湍流时，除了产生上面三种情况以外，在混合单元截面方向上还会产生大量剧烈的涡旋，这些涡旋对混合流体的剪切力很强，能促进混合流体的快速分割和混合[1]。
2 静态混合器结构设计2.1 传统SK型静态混合器结构在结构方面它是由一个或多个以上混合单元组成，每个混合单元包括一个左旋和一个右旋螺旋片，单个左旋、右旋螺旋片是通过绕轴左旋、右旋180°制作而来，在一个混合单元内左旋螺旋片和右旋螺旋片交叉90°连接，不同混合单元之间也是交叉90°连接，但是不同混合单元连接时的螺旋片必须旋向相反。
这样当混合流体进入混合器入口时，就会被螺旋叶片分成两股，每一股沿着混合单元的第一个螺旋片径向流动，经过180°后进入混合单元的第二个螺旋片，同样又被分成两股沿着径向流动，再经过180°之后才完整流出第一个混合单元，这样依次流过后续混合单元就是传统SK型静态混合器的混合过程[2，3]。
SK型静态混合器壁压脉动信号的多尺度多分形特性_吴剑华
2 实 验
实验装置如图 1 所示 , 主要由 S K 静态混合实 验系统和高速数据采集系统组成 。S K 静态混合实 验系统采用具有调节转动频率功能的泵作为循环系 统动力源 , 驱动流体使其在不锈钢制静态混合器实 验循环系统内流动 , 根据所选泵的转速范围 , 实验 进口 流 量 选 为 100 、200 、300 、400 、500 、600 、 700 、800 、900 、1000 L ・ h - 1 十档 。混合器的 6 个 螺旋元件依次呈右旋2左旋周期排列 , 混合元件直 径 D = 100 mm 、长径比 A r = 2 。由于采用的传感 器精度高 , 探头十分灵敏 , 为保证实验的精度 , 实 验选用去离子水 。 高频动态压力传感器 C YG41000 ( 成都太斯特 有限公司) 分别接在距离进口法兰截面不同轴向位 置处的 4 个探头上 , 距进口截面的距离 z 分别为 01 46 、01 50 、01 54 、01 58 m 处管壁测压 。传感器 量程为 ± 10k Pa , 非线性度为 01 04 %～ 01 06 %FS 。 在线数据采集系统的硬件由四通道数据采集系统 ( 包括放大器和 12 位 AD 转换卡) 和计算机构成 。 在采样软件的控制下可以实现不同形式的信号采
由分析可知当数据长度达到81920时波动强度p偏斜因子s平坦因子f值趋于稳定因此本文选取计算数据长度为8192031112基于小波模极大值的壁压特征信号提取从采集的压力时间序列中提取反映静态混合流动特征的真实信号是壁压信号分析与处理的关键所在也是揭示静态混合耗散系统本质及实际应用的一个重要问题
第 60 卷 第8期 2009 年 8 月
基金项目 : 辽宁省科学技术计划项目 ( 2006223001) ; 辽宁省 高等学校科研计划重点项目 (2008S177 , 2008S179) 。
静态混合器如何选型
经验来确定注①。
2.0.2.1 湍流条件下，混合效果与混合器长度无关，也就是在给定混合器长度后再
增加长度，其混合效果不会有明显的变化。推荐长度与管径之比 L/D＝7～10（SK 型
混合长度相当于 L/D＝10～15）。
2 主要技术参数的确定
2.0.1 流型选择 根据流体物性、混合要求来确定流体流型。流型受表观的空管内径流速控制。
2.0.1.1 对于中、高粘度流体的混合、传热、慢化学反应，适宜于层流条件操作， 流体流速控制在 0.1～0.3 m/s。 2.0.1.2 对于低、中粘度流体的混合、萃取、中和、传热、中速反应，适宜于过渡 流或湍流条件下工作，流体流速控制在 0.3～0.8m/s。 2.0.1.3 对于低粘度难混合流体的混合、乳化、快速反应、预反应等过程，适宜于 湍流条件下工作，流体流速控制在 0.8～1.2m/s。 2.1.1.4 对于气-气、液-气的混合、萃取吸收、强化传热过程，控制气体流速在 1.2～ 14 m/s 的完全湍流条件下工作。 2.0.1.5 对于液-固混合、萃取，适宜于湍流条件下工作，设计选型时，原则上取液体流
4
（3）根据 2.0.1 和 2.0.2，初选长度 L/D＝10
L＝10×250＝2500mm，设计压力为 2.5Mpa
查表 6.0.1—1，dh 取 15mm（SV 型混合效果已列于表 1.0.2-2 中，因此 dh 大小视 压力降的大小进行调节）。
该静态混合器型号表示式为 SVI5/250-2.5—2500。
对于系统压力较高的工艺过程，静态混合器产生的压力降相对比较小，对工艺压
力不会产生大的影响。但对系统压力较低的工艺过程，设置静态混合器后要进行压力降
静态混合器的种类和用途
静态混合器的种类和用途The manuscript was revised on the evening of 2021静态混合器百科名片静态混合器静态混合器是一种没有运动部件的高效混合设备，其基本工作机理是利用固定在管内的混合单元体改变流体在管内的流动状态，以达到不同流体之间良好分散和充分混合的目的。
目录简介静态混合器是20世纪70年代初开始发展的一种先进混合器，1970年美国凯尼斯公司首次推出其研制开发的静态混合器，20世纪80后，国内相关企业也纷纷投入研究生产，其中在乳化燃料生产方面也得到了很好的应用。
自20世纪70年代以来，静态混合器就已开始在化学工业、食品工业、纺织轻工等行业得到应用，并取得良好的成果。
但静态混合器作为一种专利产品，国内、国外都对此结构不但保密，而且制成一次性不可拆卸结构。
同时，固化剂和粘度相差很大（环氧树脂粘度是固化剂粘度的20～80倍），两流体在管路中流速又非常低，造成它们难以混合均匀。
静态混合器是一种先进的单元设备，和搅拌器不同的是，它的内部没有运动部件，主要运用流体流动和内部单元实现各种流全的混合以及结构特殊的设计合理性。
静态混合器与孔板柱、文氏管、搅拌器、均质器等其它设备相比较具有效率高、能耗低、体积小、投资省、易于连续化生产。
静态混合器中，流体的运动遵循着“分割-移位-重叠”的规律，混合过程的中起主要作用的是移位。
移位的方式可分为两大类：“同一截面流速分布引起的相对移位和“多通道相对移位”，不同型号混合器的移位方式也有所不同。
海泰美信HICHINE静态混合器不仅应用于混合过程，而且可以应用于与混合-传递有关的过程，包括气/气混合、液/液萃取、气/液反应、强化传热及液/液反应等过程。
静态混合器广泛应用于塑料、化工、医药、矿冶、食品、日化、农药、电缆、石油、造纸、化纤、生物、环保等多个行业。
由于该产品耗能低、投资省、效果好、见效快，为用户带来了可观的经济效益。
原理静态混合器静态混合器的工作原理，就是让流体在管线中流动冲击各种类型板元件,增加流体层流运动的速度梯度或形成湍流,层流时是“分割-位置移动-重新汇合”，湍流时，流体除上述三种情况外，还会在断面方向产生剧烈的涡流，有很强的剪切力作用于流体，使流体进一步分割混合，最终混合形成所需要的乳状液。
SK型静态混合器停留时间分布特性研究_孟辉波
第21卷 第2期 石油化工高等学校学报 Vol.21 No.2 2008年6月 J OU RNAL OF PETROCH EMICAL UN IV ERSITIES J un.2008 文章编号:1006-396X(2008)02-0059-04S K型静态混合器停留时间分布特性研究孟辉波1, 吴剑华2, 禹言芳2(1.天津大学化工学院,天津300072; 2.沈阳化工学院,辽宁沈阳110142)摘 要: 结合脉冲示踪法利用计算流体力学方法的雷诺时均方程(RNAS)和重整化群的k-ε湍流模型计算SK型静态混合器内的浓度响应曲线。
基于正交实验原理分析流体在不同混合元件长径比、不同监测位置及不同的进口流速下的停留时间分布特性,并计算了平均停留时间和方差来研究各因素之间影响顺序。
结果表明,SK型静态混合器内的液体单相流动的轴向返混系数较小且数量级均为10-2,流动状态接近活塞流;平均停留时间随流体流速的增大而减小,随混合器长度和混合元件长径比的增加而增大。
关键词: 静态混合器; 停留时间分布; 数值模拟; 长径比中图分类号: TQ051.7 文献标识码:ANumerical Simulation of Residence Time Dist ribution in Kenics Static MixerM EN G Hui-bo1,WU Jian-hua2,YU Yan-fang2(1.School of Chemical Engineering&Technology,Tianj in Universit y,Tianj in300072,P.R.China;2.S heny ang I nstitute of Chemical Technology,S heny ang L iaoning110142,P.R.China)Received12J une2007;revised25December2007;acce pted5M arch2008Abstract: The concentration response curves were calculated based on pulse tracer input technique by means of CFD method adopted RANS equations and renormalization group k-εturbulence model.The characteristic of residence time distribution measured at different outlet with different inlet velocities and aspect ratios were ealeulated and analyzed by orthogonal experiment,and the orders of factors were ranked by the range analysis of mean value and square deviation.The results show that the order of axial back mixing coefficient is10-2,and the flowing state of the fluid in the kenics static mixer approaches plug flows.The mean residence time decreases with increasing flow rate of the fluid and increases with the increasing length and aspect ratio of the static mixers.K ey w ords: Static mixer;Residence time distribution(R TD);Numerical simulation;Aspect ratioCorresponding author.Tel.:+86-24-89385408;fax:+86-24-89381016;e-mail:mhb_vip@ 静态混合器由于流程简单、结构紧凑、投资少、能耗省、易于实现连续操作等优点广泛应用于石油化工、生物化工、制药、高分子材料、环保等工业过程,这些过程往往伴随有化学反应及传热,化学反应进行的完全程度与反应物料在反应器内的停留时间的长短有关[1-4]。
静态混合器StaticMixer
容
小 结
• 静态混合器的特征 • 静态混合器在化工反应单元中的应用 • 补充材料
ห้องสมุดไป่ตู้
静态混合器的特征
项目 特征 优点 缺点 不需维护保养，容 没有机械可动部分 易实现过程连续化， 可在狭小部位设置。 同类部件的组合体 流体通道复杂 移动混合 混合操作 自流混合 在流体断面内混合 待混物料 混合形态 流体、粉粒料 条带状混合 能量损失少 混合时间短、耗能 少，混合状态可以 控制 纵向混合少 设备造价低 流程较长 流体阻力大 无流体的破碎混合
容
SK
HEV Static Mixer
SK Static Mixer
SK Static Mixer
SX Static Mixer
SX Static Mixer
SX Static Mixer
SX Static Mixer
SX plus Static Mixer
SX plus Static Mixer
现场信息skhevstaticmixerskstaticmixerskstaticmixersxstaticmixersxstaticmixersxstaticmixersxstaticmixersxplusstaticmixersxplusstaticmixersvstaticmixersh型混合器现场信息层流中的混合状态混合的难易程度流体粘度混合比流动状态混合难易程度层流容易层流稍困难层流困难湍流极容易现场信息混合效果用层数表示混合效果混合器特性值混合器每个单元的流体分割层数典型混合器的特性值a混合器类型特性值斯塔梯克混合器美国补充材料静态混合器的特征项目特征优点缺点没有机械可动部分不需维护保养容易实现过程连续化可在狭小部位设置
结 构
sk型静态混合器标准
sk型静态混合器标准
SK 型静态混合器是一种用于混合流体的设备，它通过在管道内设置一系列的混合元件，使流体在流经这些元件时进行混合。
该混合器具有结构简单、混合效果好、能耗低等优点，被广泛应用于化工、石油、制药、食品等行业。
SK 型静态混合器的标准包括以下几个方面：
1. 设计标准：SK 型静态混合器的设计标准通常包括混合器的尺寸、混合元件的数量和形状、进出口的口径等。
2. 材料标准：SK 型静态混合器的材料标准通常包括混合器的主体材料、密封材料、混合元件的材料等。
3. 性能标准：SK 型静态混合器的性能标准通常包括混合效果、压降、流量等。
4. 制造标准：SK 型静态混合器的制造标准通常包括制造工艺、焊接质量、表面处理等。
5. 检验标准：SK 型静态混合器的检验标准通常包括外观检查、尺寸检查、压力试验等。
SK 型静态混合器的标准是为了保证其质量和性能，确保其在使用过程中能够安全、可靠地运行。
一种大型静态混合器的制作
一种大型静态混合器的制作摘要：本文针对DN500及以上大型SK型静态混合器的制作进行研究，主要是其核心元件螺旋单元片的制作，采用上下胎具压制成型，可实现一次成型，批量化、大型化生产的目标。
关键词：静态混合器，螺旋单元片，成型前言搅拌设备均采用机械传动的动态混流方式，相对于动态机械式的搅拌装置而言，非动态非机械的混流装置则属于静态混合器。
其特点是一种没有运动部件的高效混合设备，工作机理是利用固定在管内的混合单元体改变流体在管内的流动状态，以达到不同流体之间良好分散和充分混合的目的。
自上世纪70年代以来，静态混合器已开始在化工、食品、环保等领域特别是在化工单元操作中，得到了广泛的应用。
目前，虽然国内机械传动的混合器仍是各类搅拌装置的主流产品，但静态混合器由于具有小型化、连续化、高效化、节能化、免维修的优势，已在各个行业得到了进一步推广应用。
静态混合器（主要是SK型）是氧化铝高效深锥沉降槽进料系统的配套设施，性能必须满足设计使用要求，才能保证沉降槽沉降工序的工艺要求。
静态混合器在氧化铝物料输送中是一个易损件，设计要求使用寿命1年以上。
一、市场上SK型静态混合器的制作现状2013年我公司承接了一组国内最大的氧化铝φ24m高效深锥沉降槽设备项目，其中静态混合器管径为DN500。
静态混合器的制作核心即其螺旋单元片的制作。
在我公司对静态混合器及核心部件混合单元进行了大量理论和广泛市场调研的基础上，发现针对氧化铝厂高效深锥沉降槽进料系统中SK型DN500混合器基本上没有理论研究，国内生产厂家（包括混合器之乡江苏启东的众多生产厂家）采用成型模具进行钢制螺旋叶片压制的混合器直径均在Φ400mm以下。
Φ400mm以上没有采用成型模具生产的，要么直接转化生产成平直叶片，影响混合效果及使用寿命；要么则采用手工钣金敲制而成，成型尺寸达不到设计要求，外观难看，存在机械敲击凹坑，同样导致使用寿命缩短。
基于此，我公司决定自行研发设计和制造DN500及以上大型静态混合器。
SK静态混合器内停留时间分布的影响因素分析
Ｓ 静 态 混 合 器 内停 留 时 间 分 布 的 影 响 因 素 分 析 Ｋ
金 丹 ， 付 海 玲 ， 吴 剑 华 ● 孙 丹
（ 阳 化 工 大 学 机 械 工 程学 院 ， 宁 沈 阳 １ ０ ４ ） 沈 辽 １ １ ２
摘 要 ： 采 用脉 冲 示踪 法 对 Ｓ 静 态混 合 器 内停 留 时 间 进 行 了 实验 测 试 ， 计 混 合 正 交 实验 并 且 采 用 极 差 分 Ｋ 设
数 据 采集 过程 。
的创 新 ， 越来 越 多 的学 者 致 力 于 ＲＴ 的 实验 研 究 。 Ｄ Ｊ ｈ 等 采 用 实 验 和模 拟相 结 合 的 方 法 研 究 了 ｏ ｎＴ 微通 道 中的混 合行 为 ， 过 停 留时 间 分 布 的 概念 对 通 混合行 为 进行 了分 析 。张先 明等 运用 双探 头 在线 荧光 测量 装置 研究 了螺杆 转速 和 喂料量 对 部分 和 全
杂 结构 下 的流 动分 配 、 型 和停 留时 间分 布 进 行 了 流 详 细 的模 拟 ， 并考 察 了操 作 参 数 和 结 构 设 计 对 流 场
和 停 留 时 间 分 布 的 影 响 。随 着 实 验 技 术 和 实 验 手 段
率仪 通过 数据 采 集 卡 与计 算 机连 接 ， 数 据采 集 软 由 件 控 制数 据采 集 过程 ， 实时绘 图 ， 并 动态 直 观 的显 示
（ ｃ ｏ ｌ ｆ Ｍ ｅｈ ｎ ｃ ｌＥｎ ｉ ｅｒｎ Ｓ ｈ ｏ ｃ ａ ｉａ ｇ ｎ ｅ ｉｇ，Ｓ ｅ ｙ ｎ ｉｅ ｓｔ ｆ Ｃｈ ｍ ｉａ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｈ ｎ ａ ｇ Ｕｎ ｖ ｒｉｙ ｏ ｅ ｃ ｌＴｅｈ ｏｏ ｙ，
Ｓ ｎ ｈｅ ｙａｎ Ｌｉ ｎｉ ｇ ０１ ｇ ａｏ ｎ １１ ４２，Ｐ ．Ｒ ． Ｃｈｉ ａ） ｎ
各种混合器产品简介
SP 系列混合喷射搅拌系统SP系列混合喷射搅拌系统是一种用于混合和翻转液体的高效混合喷射泵,其最大优点在于:可靠、简洁、无须保养、环保、节能。
SP系列混合喷射搅拌系统适用范围广阔，可以说，只要用离心泵可以传送翻转液体，就可以使用这种混合喷射搅拌系统，其主要用于容器、贮存罐和中和池，如油品调合，酸碱中和反应等工艺过程，成为理想的混合设备。
工作原理从混合喷射器喷嘴中喷出的液流以其高速度在其锥形入口内形成低压，从而从罐中吸附并带动一股液流，使其加速，在喷射器内高度涡漩，产生了一个内部混合的混合液。
在混合喷射出口处，这种混合速度部分被转换为压力，使从喷射器中喷出的混合液成圆锥状扩散，并将其周围的液体带起来，达到罐内液体混合、中和的目的。
技术指标：液-液混合不均匀度系数a×x-2≤7.5%，最高分散度5～20μm。
如果一个或几个SP系列混合喷射器排列正确的话，在罐中就产生了一个三维射流，它把整个罐内的物质进行均匀混合，而不产生剧列的运动。
混合喷射器与ISHG化工离心泵、正推进器组成SP混合喷射搅拌系统（工艺流程图如下）。
说明：系统液位顶部没有自动液位控制装置，与上部喷头联锁，当液位低于警戒线时自动液位控制装置发出信号使上部喷头停止工作。
型号标注产品安装SP系列混合器喷射器应尽可能安装在最深的位置，这样在液体量少的情况下也能保证取得有效的混合效果。
对于一些容易形成泡沫的液体来说，可以使液面高于混合喷射器1至2m，就可避免产生泡沫。
上图显示SP系列混合喷射器在罐中安装一般位置，敬请用户参考。
产品选型SP系列混合喷射搅拌系统型号和尺寸号的安排十分巧妙，对于一般的工艺要求来说，总能找到理想的设备，根据下列功率曲线，您总能得到满意的答案。
示例:已知:罐直径DN3600mm，罐高度:8m 翻转泵流量:10m3/h 入混合器压力:4Kg/cm2 翻转次数:0.5h/次求解:混合喷射搅拌机系统据曲线图:罐用喷射式混合器型号应选SP-41、订货时，务必正确标明产品型号，材料要求，确保其使用性能。
SK型静态混合器内流体流动与传热数值模拟
SK型静态混合器内流体流动与传热数值模拟杨飞;闫媛媛【期刊名称】《化工技术与开发》【年(卷),期】2013(000)006【摘要】利用Pro/e 5.0对SK型静态混合器进行参数化建模，运用ANSYS-CFX 软件对混合器内流体的流场进行了模拟；分析了SK型静态混合器内流体的流动特性及混合机理，发现在单个混合元件的L/2长处流体的径向平均速度到达最大值，流体径向旋转方向与所在通道的混合元件螺旋方向相反；另外对静态混合器和空管混合器的传热性能进行了对比模拟，进一步证实了静态混合器具有更好的强化传热效果，为静态混合器的设计与研究工作提供了参考。
% The parametric model of SK type static mixer was built by using Pro/e 5.0, the flow field of the fluid in the mixer was sim-ulated with ANSYS-CFX software. Analyzed the flow characteristics and mixing mechanism of the fluid in the SK type static mixer, it was found that average radial velocity could reach a maximum in the L/2 section of single mixed element, helical direction of radial fluid and the mixed element of the fluid channel were opposite. What’s more, contrasting simulated heat transfer performance of the SK type static mixer and blank pipe mixer, further confirmed that the SK type static mixer had better heat transfer enhancement ef-fect, provided references to the design and research of the static mixer.【总页数】4页(P46-48,62)【作者】杨飞;闫媛媛【作者单位】陕西科技大学，陕西西安 710021;陕西科技大学，陕西西安710021【正文语种】中文【中图分类】TQ051.7【相关文献】1.SK型静态混合器内的三维流场数值模拟 [J], 孟辉波;吴剑华;侯海瑞;禹言芳2.流体在SK型静态混合器中作层流流动时流体阻力计算的探讨 [J], 龚斌;吴剑华3.SSK型静态混合器和SX型静态混合器的数值模拟及对比 [J], 费宇;刘雪垠;张志会;杜波;雷宇航4.Kenics型静态混合器和GK型静态混合器流场的数值模拟及比较 [J], 张晓露;陈伟;王小芳5.高黏度流体在SK型静态混合器内的流动特性 [J], 孟辉波;吴剑华;禹言芳;陈旭因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
静态混胶和动态混胶的优缺点比较
混胶管里面的搅拌叶是静止不动的叫静态混胶，反之搅拌叶是旋转的就叫动态混胶；静态混胶（搅拌）：混胶（搅拌）管型号比较多，不同的比例有不同的管子，有些胶水比较粘稠的话混合效果不太好，但少了转动部分，问题少，故障率低，维护成本较低，管子比较长清洗麻烦点（但如果使用一次性管子的可定期进行更换）；混胶管静态混胶适用于1：1和2：1等近似比例胶水的混合。
动态混胶（搅拌）：型号单一，混合均匀，比较粘稠的胶水也能混合好，但由于多了传动和密封问题，经常密封圈容易破损，要经常维护保养，故障率高，维护成本较高，管子短好清洗点；动态混胶更适用于4：1和10：1等大比例差异胶水的混合。
两种各有各的好处，通常情况下，某种双组份胶水如果静态混胶也能混合好的情况下静态的会更稳定更好一些，同时降低维护成本。
注：本次3M提供的胶水是1：1混合。
动态混合管，静态混合管是全自动灌胶机常用的配件之一，用于胶水混合，动态混合管主要用于比例差别较大的AB胶，静态混合管主要用于比例差别较小的AB胶，具体区别在哪里呢?一，动态混合管知识介绍：1、动态混合管可以配备在自动混合定量滴胶的系统上面，高速旋转的叶片可以充分搅拌均匀AB两种物料；2、根据所需流量的大小，可选择：MR06-12、MR08-12、MR10-12和MR13-12四种规格；3、动态混合管与静态混混合管的区别在于：管内螺旋叶片可以快速的转动和瞬间停止。
这种独特的混合管适用于比例悬殊的液体、内含泡沫性的液体和高粘度的液体（例如乙烷、橡胶之类）以及各种双组份胶粘剂、填充剂的混合(例如环氧树脂，硅胶环氧树脂，PU,UV胶等)；4、配合转接头，可接各种规格针头与针咀，实现动态微小胶量出胶；5、动态混合管非常容易清洗，一支管清洗后可以长期使用，为双组份液体混合提供了一种低成本解决方案；6、采用动态混合管能节省人工，减少浪费，大幅度的提高生产率和降低生产成本；7、动态混合管现已广泛应用于电子产品生产、电器制造、土木建筑、汽车制造和礼品装饰等行业。
2 管道混合器性能参数与选用
管道静态混合器性能参数与选用静态混合器是一种没有运动部件的高效混合设备。
除了在石油炼制、化工行业被广泛应用外，在医药、食品、矿冶、塑料挤出和环保等部门也被广泛应用。
与搅拌器、胶体磨、均质机、文氏管等传统的混合设备相比，具有流程简单，结构紧凑、能耗小、投资少、操作弹性大、不用维修、混合性能好等优点。
凡涉及到液—液，液—气，液—固，气—气的混合，乳化，中和，吸收，萃取，反应和强化传热等过程，都可以替代传统的相关设备。
静态混合器使用在管路中，它所产生的压力降并不大。
使用静态混合器的系统压力比较高时，可忽略静态混合器产生的压力降。
如果使用静态混合器的系统压力比较低时，就要校核静态混合器的压力降。
静态混合器的压力降计算方法因混合器的型号不同而不同。
管道混合器的结构形式为更好地选用静态混合器，必须确定以下参数：1、操作工况：①工作介质；②工作流量；③工作压力；④工作温度；⑤物料粘度；⑥物料密度；⑦允许压损；⑧法兰标准；⑨设备材质。
2、连接法兰：混合器进出口法兰标准可以为HG、GB、JB/T、SH、ANSI等，未注明的一律按HG 20592 - 2009制作。
3、带夹套产品：需提供管程及夹套内的最高工作压力、工作温度、工作介质等参数。
1 SV型静态混合器产品特性：SV型静态混合器俗称波纹板型。
SV型静态混合器内部单元是由精心设计的波纹片组装而成，它能使不同流体在三维空间内作Z字形流动，各自分散彼此种型号的静态混合器中，SV型的混合效果最好，用于乳化过程时能使液滴分散0.5-2μm，用于一般混合过程的不均匀度系数%5~1<Xσ，而且没有放大效应。
常用规格：国内已经有二米直径的静态混合器投入工业应用，国外则有更大直径的静态混合器投入使用。
下面给出的是部分常用列参考流量是指普通粘度液体相混合时的流量，不适用于气体和高粘度液体。
型号公称直径DN水力直径d h空隙率ε混合器长度L处理量V /mm /mm /mm /(m3/h)SV-2.3/20 20 2.3 0.88 1000 0.5~1.2 SV-2.3/25 25 2.3 0.88 1000 0.9~1.8 SV-3.5/32 32 3.5 0.909 1000 1.4~2.8 SV-3.5/40 40 3.5 0.909 1000 2.2~4.4 SV-3.5/50 50 3.5 0.909 1000 3.5~7.0 SV-5/80 80 5 ~1.0 1000 9.0~18.0 SV-5/100 100 5 ~1.0 1000 14~28 SV-5~7/150 150 5~7 ~1.0 1000 30~60 SV-5~15/200 200 5~15 ~1.0 1000 56~110 SV-5~20/250 250 5~20 ~1.0 1000 88~176 SV-7~30/300 300 7~30 ~1.0 1000 120~250 SV-7~30/500 500 7~30 ~1.0 1000 353~706 SV-7~50/1000 1000 7~50 ~1.0 1000 1413~2826 典型应用：汽油调合；柴油调合；油品调合；盐水中和；酸碱中和；煤气混合等。
SK型静态混合器的液液分散数值模拟
SK型静态混合器的液液分散数值模拟金作宏【摘要】为了对静态混合器中的液液分散过程进行深入研究,选用Euler多相流模型和肛ε湍流模型,采用计算流体力学(CFD)的方法,分别计算了单旋和四旋结构的SK型静态混合器的流场.数值模拟结果表明,液液分散过程中四旋结构产生的压降大约是单旋结构的3倍.X＜0.04 m时,四旋结构湍流强度大,混合效果优于单旋结构;X ＞0.04 m时,单旋结构的旋转强化了对漩涡的作用,混合效果更好.研究发现,在X＜0.04 m时采用四旋单元,而后采用单旋单元可以取得优秀的混合效果.【期刊名称】《河北工业科技》【年(卷),期】2016(033)003【总页数】4页(P214-217)【关键词】化工流体力学;静态混合器;数值模拟;压力降;不均匀系数【作者】金作宏【作者单位】河北美邦工程科技股份有限公司,河北石家庄050035【正文语种】中文【中图分类】TQ028.8静态混合器是一种高效节能的化工单元设备，是将静态混合元件以一定的排列方式固定在管路中所形成的管道式混合器。
这些单元借助流体自身动能，实现流体的不断分割、变形、位移和汇合，以达到良好分散和充分混合的目的[1]。
静态混合器具有设备简单、无运动部件、占地面积小、维护费用低、停留时间均匀、压降低、能耗低等特点，在工业生产中应用广泛。
液液两相混合是静态混合器应用的一个重要方面，可用于液液两相反应、萃取、乳化等化工过程。
液液分散是两相混合的实质，其效果将直接影响后续产品的质量，因此对静态混合器中液液分散过程进行研究具有重要的实际意义。
实验手段是学者们对静态混合器中液液分散过程研究的重要方式。
MIDDLEMAN[2]考察了SK型混合器混合单元长径比、物系等因素对d32的影响，并关联出了d32的表达式；龚斌等[3]对流体在SK型静态混合器中作层流流动时的流体阻力计算进行了探讨；张春梅等[4]通过实验研究了SK型静态混合器流体湍流阻力，得到了流体阻力理论计算式。
sk静态混合器插片的制造工艺
sk静态混合器插片的制造工艺SK静态混合器插片是一种用于液体混合的装置，主要用于工业生产中的化学反应、制药、食品加工等行业。
本文将介绍SK静态混合器插片的制造工艺。
1.材料准备：SK静态混合器插片的主要材料为不锈钢，由于其具有耐腐蚀性、耐高温性和耐压性能好等特点，适用于多种工艺要求。
制造工艺中还需要准备其他辅助材料，如密封垫片、O型圈等。
2.制作图纸：根据混合器插片的设计要求，制作相应的制作图纸，包括外形尺寸、内部结构等。
图纸制作要考虑到材料的选择、加工工艺的要求等方面。
3.材料切割：根据图纸上的尺寸要求，将不锈钢材料进行切割。
通常采用数控切割机进行切割，确保切割的精度和尺寸的准确性。
4.加工工艺：切割好的材料需要进行进一步的加工。
根据图纸上的要求，可以使用钻孔机进行孔洞的加工，使用数控加工中心进行形状的加工。
加工过程中，需要注意刀具的选择、切削参数的调整等。
5.焊接：将加工好的零件通过焊接工艺进行连接。
焊接工艺选择将根据材料和产品的要求而定。
常用的焊接方法有氩弧焊、激光焊等。
焊接过程中需要注意温度的控制、焊接接头的质量等。
6.抛光处理：对焊接好的产品进行抛光处理，提高表面的光滑度和光泽度。
抛光可以采用机械抛光或者化学抛光的方法，同时可以根据需求进行表面处理，如喷砂、镀膜等。
7.清洗和检验：将抛光好的产品进行清洗，确保产品表面没有残留的杂质。
同时进行产品的质量检验，包括外形尺寸、孔径尺寸、焊接接头的质量等。
8.包装和运输：对检验合格的产品进行包装，并进行标识和记录。
根据客户的要求，选择适当的运输方式进行发货。
总结：SK静态混合器插片的制造工艺需要进行材料准备、制作图纸、材料切割、加工工艺、焊接、抛光处理、清洗和检验、包装和运输等步骤。
通过严格控制每个环节的质量和要求，可以确保生产出符合工艺要求的SK静态混合器插片，并提供高品质和可靠的产品给客户。
传统SK_型与新型静态混合器的结构优化
第31卷㊀第3期2023年5月现代纺织技术Advanced Textile TechnologyVol.31,No.3May.2023DOI :10.19398∕j.att.202208008传统SK 型与新型静态混合器的结构优化陈西锋,陈㊀晔(南京工业大学机械与动力工程学院,南京㊀211816)㊀㊀摘㊀要:为了提高聚丙烯腈纤维的合成质量,从提高合成聚丙烯腈的三股物料混合均匀度出发,利用CFD 技术进行多相流流场的数值计算方法,探讨SK 型静态混合器的元件结构参数及元件数量对混合器管内三股物料预混均匀度的影响,并分析相应的压力降变化等㊂结果表明:当混合元件的宽度D =110mm㊁长宽比L ∕D =1㊁元件扭转角α=270ʎ时混合效率最高㊂为达到理想混合均匀度的目的,以优化后的混合元件参数为基础设计一种新型静态混合器并对其进行数值模拟,满足要求时的新型混合器的总长度约为传统SK 型静态混合器长度的1∕2㊂新型静态混合器的混合效率比传统SK 型静态混合器约提高了50%,但压力降损失也较大㊂关键词:静态混合器;聚丙烯腈纤维;混合均匀度;CFD 技术;多相流中图分类号:TH122;TQ021.1㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:1009-265X(2023)03-0001-11收稿日期:20220804㊀网络出版日期:20220928基金项目:中石化安庆分公司技术开发(委托)项目(32000000-21-ZC0607-0006)作者简介:陈西锋(1995 ),男,安徽阜阳人,硕士研究生,主要从事流体仿真方面的研究㊂通信作者:陈晔,E-mail:chenye@㊀㊀随着现代有机合成工业技术的发展,中国的腈纶合成技术也在逐步提高[1]㊂聚丙烯腈纤维可以用来代替羊毛,或与羊毛混纺制成毛织物等,是重要的纺织原材料㊂其用途十分广泛,它不仅用于日常生活中也用于军事中[2-3]㊂随着人们生活水平的提高,提高聚丙烯腈的合成质量也迫在眉睫㊂目前,聚丙烯腈的合成主要在聚合釜内完成,其合成的原材料通过不同进料管输入釜内,为了提高釜内聚丙烯腈的合成质量就必须引入一个新型进料系统(一种静态混合器),使3种单体在进入聚合釜前已达到充分混合㊂目前用于液-液混合的静态混合器主要有5种[4-5],分别是SV 型㊁SX 型㊁SL 型㊁SH 型㊁SK 型㊂不同的静态混合器有着不同的特点,其中SK 型静态混合器混合效率较低于其他静态混合器,但其结构简单㊁易于制造㊁经济实用㊁便于维修㊁压力降损失较小等优点,在工业生产中被广泛使用[6]㊂目前许多学者对SK 型静态混合器进行了大量的研究,龚斌等[7]研究了混合元件长径比对混合器湍流流场的影响,研究表明长径比的减小将引起各方向流速波动加剧,流体的湍动程度增加,长径比由2降为1时湍动能幅值约增加了4倍㊂Jiang 等[8]研究了元件厚度对SK 型静态混合器压降的影响,通过在牛顿流体及管内流动状态为湍流的条件下得到了摩擦系数与雷诺数㊁元件长宽比㊁自由截面积比的关系式,而自由截面积比与元件厚度有关,根据表达式从而得到元件厚度对静态混合器压降有较大的影响㊂Nyande 等[9]对层流条件下低压降SK 型静态混合器进行CFD 分析,研究结果表明当SK 型静态混合器的相邻混合元件的旋向不同且无间隙时,达到混合均匀度时的管道长度最短,然而当混合元件有间隙时其压力降大大减小,但管道长度也相应地增加㊂Towoju 等[10]用开槽的混合元件对不同流体进行混合,研究结果表明当槽宽为0.2mm 且个数为2时混合效果达到最佳㊂Obed 等[11]对SK 型静态混合器管道内湍流强化传热进行研究,研究表明SK 型静态混合器显著提高了管内的传热速率,摩擦系数也相应增加㊂龚斌等[12]对混合元件个数对SK 型静态混合器流场特性的影响进行了研究,结果表明在前3个混合元件中湍动强化呈递减趋势,即湍动逐渐增加,但增加速度逐渐减弱㊂考虑到SK 型结构简单及压力降损失小等特点,本文将在SK 型静态混合器的基础上研究出一种新型的静态混合器,并确定其相关的参数,以提高三股物料的预混效率㊂SK 型静态混合器是由一个管道及若干混合元件组合而成,其中混合元件有一定的扭转角,相邻元件间的偏转角为90ʎ[13],其混合原理是流体经过混合器时被内部混合单元不断切割,又由于混合元件具有一定的扭转角度迫使流体方向不断进行改变,产生对流和涡旋的运动,被分割的流体又会在两个单元间相交汇,如此重复运动使得流体混合均匀,这就是SK 型静态混合器的工作原理㊂如图1为SK 型静态混合器模型图㊂图1㊀SK 型静态混合器模型Fig.1㊀The model diagram of the SK type static mixer物料的运输是在室温下(18ħ)进行的,由于室温的温度较低并且与各相流体的温度相差不大,因此室温对各相流体的温度影响较小,通常可以忽略,又由于各相物料温度在30ħ以下时发生聚合反应较少,综合以上可以忽略室温对物料本身温度㊁密度及黏度的影响,因此可以把各相流体看成各不相同的均质流体,为其流场数值模拟提供了可行性㊂随着计算流体力学技术(CFD)不断成熟,为新型静态混合器的结构优化提供了技术基础[14-15]㊂1㊀SK 型静态混合器相关结构参数优化1.1㊀三股物料的组成及其相关性质表1为各相物料的组成及其相关性质㊂第一相流体为丙烯腈单体,第二相流体较为特殊,它是由丙烯腈单体㊁醋酸乙烯酯单体及水组合而成的,第三相流体为醋酸乙烯酯单体㊂由于各相流体的温度较为特殊,所以不同流体对应的黏度及密度数值无法直接获取,而是通过密度计及流变仪进行现场实验而获得的㊂1.2㊀混合器管径的确定及进料管的相关尺寸和位置㊀㊀通过三根进料管分别输送三相流体至静态混合器,由于进料流量不大,相应地第一㊁二㊁三相流体的进料管直径d 1㊁d 2㊁d 3的值也不大,其值可以合理地确定,各进料管圆心到静态混合器的圆心距离分别为l 1㊁l 2㊁l 3,进料管长度为l 0,各进料管圆心与混合器圆心间的夹角为120ʎ,其相关的数据如表2所示㊂表1㊀各相物料的组成及相关性质Tab.1㊀Composition and related properties of each phase material相位组成温度∕ħ流量∕(kg ㊃h -1)黏度∕(mPa ㊃s)密度∕(kg ㊃m -3)第一相丙烯腈生料7.22105 1.180806第二相78%丙烯腈单体㊁18%醋酸乙烯酯㊁4%水12.84950.686835第三相醋酸乙烯酯7.22151.200924表2㊀进料管的相关尺寸及位置Tab.2㊀Relevant dimensions and positions of feed tubes相位进料管直径∕mm圆心距离∕mm长度∕mm第一相562050第二相323550第三相2030501.3㊀计算域构建及网格划分由于该计算模型较为简单,所以流体域可以直接在Design Modeler 模块上建立,先建立总的圆柱体流体域,然后通过Sweep 操作建立混合元件,利用Boolen 功能将圆柱体流体域作为目标体而混合元件作为刀具进行布尔操作,最终得到流体域,此流体域不需要简化因此更能反应真实性,考虑到流体域的不规性,不能用六面体网格对流体域进行划分,于是选用四面体网格㊂网格划分完成需要检查网格质量,主要包括网格质量㊁歪斜率㊁正交质量[16],其中网格质量和正交质量均要大于0.95而歪斜率则要小于0.25,避免因网格质量问题而造成的模拟误差㊂㊃2㊃现代纺织技术第31卷以下是对单混合元件静态混合器进行网格无关性验证,如图2所示㊂从图2中可以看出,当计算区域的网格总数N 由74842增大到134213时,进料管1的入口压力基本保持不变,这说明当网格数为74842时,网格精度已经达到了计算所需要的要求㊂因此,将具有74842个网格数的模型用于单单元静态混合器的数值模拟㊂由于本文所研究的模型较多,后续不同模型的网格数均由此方法确定㊂图2㊀网格无关性检验Fig.2㊀Grid independent checking1.4㊀多相流模型的选取及边界条件的设置当前研究多相流的方法有欧拉-拉格朗日方法和欧拉-欧拉方法[17],在Fluent 中一共有以下3个欧拉-欧拉多相流模型,他们是VOF 模型,混合模型,欧拉模型;其中VOF 模型可以得到一种或多种互不相融流体间的交界面,而Mixture 模型则是相对简化了的模型,相较于其他模型具有计算量较小的特点,欧拉模型是流体中最复杂的多相流模型,其计算结果较为准确,但其计算的稳定性较差㊂本文则选取Mixture 模型进行数值模拟计算㊂边界条件选择速度入口,根据1.1中各进料管的大小及各相流体的流量,通过计算可得第一㊁二㊁三相流体的进料流速v 1㊁v 2㊁v 3分别为0.3㊁0.2㊁0.2m∕s,出口边界条件设置成压力出口,壁面定义为固定壁面,且满足无滑移的条件㊂1.5㊀SK 型静态混合器单单元结构相关参数对混合均匀度的影响1.5.1㊀静态混合器管径大小对物料混合均匀度的影响㊀㊀SK 型静态混合器混合单元的主要结构参数有3种,即元件的宽度(混合元件的宽度与混合器内径相等)㊁元件的长宽比及元件的扭转角,本文所采用混合元件的厚度均为2mm㊂由于各相流体的黏度都较低,为了能获得较高的混合效率所以本文选择流体流动状态为湍流,而管内流体流动状态是否为湍流则取决于管径大小d 及混合器管入口表观流速v 所决定的,湍流的判别方法用雷诺数Re 判断,当Re >4000时为湍流状态,其表达式如式(1)[18]:Re =ρdv η(1)式中:ρ代表流体的密度;d 代表混合器圆管的直径;v 代表流体的表观流速;η则代表流体的黏度㊂根据式(1),在满足混合器内混合状态为湍流的条件下,分别选取4种不同的混合器管内径D 1=110mm,D 2=126mm,D 3=142mm,D 4=150mm,采用控制变量的方法,控制混合器长径比L ∕D =1,混合元件单元扭转角度α=180ʎ,分别建立对应的流体域后进行数值模拟计算㊂由于是对单单元静态混合器进行数值模拟,其混合均匀度较差,很难用一种评价指标来判断混合效率,所以本文将会从多个方面综合评价其混合均匀度㊂第一种评价指标为出口截面处各相体积分数数值与理论混合均匀度的各相体积分数数值之间的偏差,第二种评价指标为出口处截面平均密度值的变化,第三种评价指标为观察静态混合器出口截面处各相体积分数分布云图㊂如不能通过其中一种指标判断,则需要通过多种指标综合比较,可以更为准确地判断流体的混合效率㊂如图3为不同管径下的SK 型静态混合器出口截面处各相体积分数平均值及各相混合均匀时的理论值线图,图4为不同管径下的SK 型静态混合器出口截面处第一相体积分数分布云图㊂从图3可以明显地看出当管径大小为150mm 时,其各相体积分数平均值与其理论值偏差最大,表明了其混合效率最差,而其他3个不同管径大小对混合效率的影响从图3很难判断㊂结合图4比较第一相流体体积分数大于0.9的面积大小,其面积越大表明混合效率越差,从图4中可以明显地观察到第一相流体体积分数大于0.9的面积随着管径的增大而增大,表明其混合效率逐渐变差,又由于第一相流体的密度明显低于其他两相,则混合器出口横截面平均流体密度将逐渐减小,这也符合图5中混合器出口截面平均密度随着混合器管径的增加而逐渐减小的规律㊂综合比较两图可得到当混合器的管径增大时,对应的混合效率下降㊂㊃3㊃第3期陈西锋等:传统SK 型与新型静态混合器的结构优化图3㊀静态混合器出口截面处各相体积分数平均值及各相混合均匀时的理论平均值线Fig.3㊀The average value of the volume fraction of each phase at the outlet section of the static mixerand the theoretical mean line plot when thephases are mixedevenly图4㊀不同管径下的SK 型静态混合器出口截面处第一相体积分数分布云Fig.4㊀Cloud of first phase volume fraction distributionat the outlet section of SK static mixer withdifferent pipediameters图5㊀出口处的平均密度值与理论密度值的点线Fig.5㊀Dotted line plot of the average density valueat the outlet and the theoretical density value1.5.2㊀静态混合器元件长宽比对物料混合均匀度的影响㊀㊀分别选取常用的SK 型静态混合器混合元件长宽比L ∕D (即混合单元元件的长度与其宽度之比)为1.0㊁1.3㊁1.5㊂其中混合器的内径d 选取110mm,单元扭转角度α取180ʎ,建立相对应的流体域后分别进行数值模拟计算㊂同理从图6中明显看出各相体积分数平均值与理论平均值偏差最大,表明当L ∕D =1.5时其混合效率最差,从图7中也只能明显地判断出当L ∕D =1.5时其混合效率最差且不能判断出其他两个长宽比对混合效率的影响,因此需要增加元件的数量,当元件的数量为3个时,比较出口处第一相体积分数分布云图,由图8可以明显地看图6㊀静态混合器出口截面处各相体积分数平均值及理论平均值线Fig.6㊀Average value of the volume fraction of eachphase and line plot of theoretical mean at theoutlet section of the staticmixer图7㊀不同长宽比下的SK 型静态混合器出口截面处第一相体积分数分布云Fig.7㊀Cloud diagram of the first phase volume fractiondistribution at the outlet section of the SK staticmixer with different aspect ratios㊃4㊃现代纺织技术第31卷出当混合元件长宽比为1时要大于长宽比为1.3时的混合效率㊂由于元件长宽比的减小将引起各方向流速波动加剧,当流体的湍动程度增加[8],有利于流体的混合㊂所以混合器元件长宽比的减小将提高流体的混合效率㊂综合以上,当混合元件长宽比增加时,其混合效率随之降低㊂图8㊀静态混合器出口截面处第一相体积分数分布云(长宽比分别为1.0㊁1.3且混合元件个数为3)Fig.8㊀Cloud map of the first phase volume fraction distribution at the outlet section of the static mixer (aspect ratios of 1.0and 1.3,respectively,and thenumber of mixed elements is 3)1.5.3㊀静态混合器元件扭转角α对物料混合均匀度的影响㊀㊀元件的扭转角即为一平板件的底边相对于顶边所扭转过的角度,根据旋向的不同可以分为左旋和右旋,如图9所示为不同扭转角的混合元件㊂为了探究混合元件扭转角α对混合效率的影响,分别选取常用的扭转角α=90ʎ㊁α=180ʎ㊁α=270ʎ,通过分别进行数值模拟试验,探讨不同单元扭转角度对混合器的混合效率的影响㊂根据图10可以看出当扭转角增大时,第一相体积分数值大于0.9的面积逐渐减少,表明混合效率逐渐提高㊂综合以上,当混合元件扭转角α增大时,其混合效率也在变大㊂图9㊀不同扭转角度的混合元件示意Fig.9㊀Schematic diagram of a hybrid elementwith different torsionalangles图10㊀不同混合单元扭转角下的SK 型静态混合器出口截面处第一相体积分数分布云Fig.10㊀Cloud diagram of the first phase volume fraction distribution at the outlet section of the SK type static mixer under the torsional angleof different mixing elements1.6㊀混合元件相关参数的优化根据上述的单因素试验的研究及结论,采用正交实验的方法对混合元件相关尺寸进行优化,正交试验探讨的影响因素为混合器管径㊁混合元件长宽比㊁混合元件扭转角㊂因素水平编码如表3所示㊂表3㊀仿真试验因素与水平Tab.3㊀Simulation test factors and levels水平混合器管径D ∕mm 混合元件长宽比L ∕D 元件扭转角α∕(ʎ)-1110 1.00900126 1.2518011421.50270利用Design-Expert 软件设计正交试验表并进行仿真模拟试验,以各影响因素取值为自变量,以混合器出口处截面各相体积分数平均值为评价指标㊂正交试验结果如表4所示,以单单元静态混合器出口截面处第一相平均体积分数值0.76760000㊁第二相平均体积分数值0.16710000㊁第三相平均体积分数值0.06527000为目标(数值分别为第一㊁二㊁三相体积分数理论值)利用软件Design-Expert 中Optimization-Numerical-Solutions 得到相对应的最佳单元尺寸,其中混合器直径为110mm,混合元件长宽比为1,元件扭转角为270ʎ㊂与单因素试验中得到的最优尺寸值一致㊂㊃5㊃第3期陈西锋等:传统SK 型与新型静态混合器的结构优化表4㊀正交试验结果Tab.4㊀Orthogonal test results试验组D∕mm L∕Dα∕(ʎ)第一相体积分数平均值第二相体积分数平均值第三相体积分数平均值1110 1.001800.801449060.137968340.06058260 2142 1.001800.798855550.167642660.03350179 3110 1.501800.839560240.103504100.05693566 4142 1.501800.880696210.084745330.03456206 5110 1.25900.874982550.077675810.04734164 6142 1.25900.920431320.058990570.02057811 7110 1.252700.797128970.145045130.05782590 8142 1.252700.821732050.145066220.03320173 9126 1.00900.911682820.059999660.02831752 10126 1.50900.884773040.070073280.04515369 11126 1.002700.819933090.140517260.03954965 12126 1.502700.820124500.142107020.03776848 13126 1.251800.846323690.125706150.02797016 14126 1.251800.846213210.125604560.02789063 15126 1.251800.846325410.126035410.02789043 16126 1.251800.847324320.125806820.02796024 17126 1.251800.846624250.126406630.02799023目标值0.767600000.167100000.06527000优化方案11012700.782000000.167000000.065000001.7㊀混合元件个数的确定由于SK型静态混合器第一个混合元件对整个混合器的混合效率影响甚大,而第一个混合元件的相关参数已经确定,所以静态混合器的其他混合元件的参数选择与第一个混合元件的参数保持一致㊂为了提高元件的混合效率,使相邻元件的扭转角度相同但旋向不同,并且相邻元件间的偏转角为90ʎ㊂分别取混合元件个数n=4㊁5㊁6进行数值模拟,提取混合器截面出口处各相体积分数云图,如图11所示(从左至右分别为一㊁二㊁三相积分数云图)㊂从图11中可以明显地发现流体的混合均匀度随着元件个数的增加而提高,当混合元件个数为6时,流体混合已较为均匀,当n=6时,分别随机选取10个点,提取每个点的第1㊁2㊁3相体积分数,如图12为不同随机点的各相体积分数数值对应的点线图㊂从图12中可以看出不同随机点对应同一相的体积分数数值变化不大,都在理论值附近,证明混合效果较好,通过计算得到第一㊁二㊁三相体积分数值与理论值最大偏差仅为0.18%㊁1.80%㊁3.70%,最大偏差值都小于5%,表明混合均匀度已经达到期望,此时混合器的长度为660mm㊂图13为不同混合元件个数的进出口压力降线图,从图13中可以看出随着混合元件个数的增加,其进出口压力降也增大,这表明增加混合元件的个数也增加了能量的消耗㊂2㊀新型静态混合器结构参数的确定2.1㊀新型静态混合器模型简介秉承着结构简单的设计原则,新型静态混合器由SK型静态混合器改进而成的,其模型图如图14所示,其中第一部分是传统SK型静态混合器单单元结构部分,与1.6节所确定的单单元静态混合器相关尺寸一致㊂第二部分为直径为110mm高为10mm且底部设有倒直角的形体(两边的倒角距离都为10mm),这一部分主要是自由混合区域,流体在离开第一个混合元件时利用动能进行自由混合,开有倒角是为了增加横向混合动能,使得混合更加充分㊂第三部分是连接自由混合区域的混合器,根据上文可知混合器管径较小时有利于混合,所以此部分的混合元件的宽度选取为44mm,使其明显小㊃6㊃现代纺织技术第31卷图11㊀不同混合元件个数下的各相体积分数云Fig.11㊀Cloud diagram of the volume fractions of each phase under the number of different mixedelements图12㊀不同随机点的各相体积分数数值对应的点线Fig.12㊀Dotted line plot corresponding to the volume fractionvalues of each phase of different random points㊀㊀图13㊀不同混合元件个数对应的压力降线Fig.13㊀Pressure drop line diagram correspondingto the number of different mixed elements㊃7㊃第3期陈西锋等:传统SK 型与新型静态混合器的结构优化于第一个混合元件的宽度㊂为保证混合效率,长宽比和元件扭转角与上文优化结果一致,相邻元件的偏转角为90ʎ并且元件的旋向各不相同㊂图14㊀新型静态混合器模型Fig.14㊀Model diagram of a new static mixer2.2㊀数值模拟结果及分析2.2.1㊀混合元件个数的确定混合元件个数的确定方法与上文一致,分别取混合元件个数为4㊁5时,提取不同混合元件个数下的各相体积分数分布云图,如图15所示㊂从图15中可以看出当混合元件个数为5时流体已达到混合均匀,同样分别在各相体积分数云图中随机选取10个点,提取不同点对应的各相体积分数数值,通过计算后得到各相体积分数与理论体积分数的偏差均小于5%,其混合均匀度已达到要求㊂如图16为新型静态混合器的轴截面湍动能云图,从图16中可以明显地发现在混合器管径较小的那一部分其湍动能较大,流体在此部分产生强烈的混合㊂如图17为不同混合元件个数对应的进出口压力降,结果表明新型静态混合器的压力降也随着混合元件的个数增加而增大,与传统SK 型静态混合器相比其压力降较大,表明能耗损失较大,但其混合效率大大提高㊂新型静态混合器的总长度为340mm,其长度约为SK 型静态混合器的一半,大大地减少了混合器材料用量㊂无论是传统静态混合器还是新型静态混合器,伴随着混合效率提高的同时压力降的损失也在增大,但相比于其他类型的静态混合器其压力降损失是相对较小的㊂图15㊀不同混合元件个数下的各相体积分数云Fig.15㊀Cloud diagram of the volume fraction of each phase under the number of different mixed elements㊃8㊃现代纺织技术第31卷图16㊀静态混合器轴截面湍动能云Fig.16㊀Static mixer shaft cross-section turbulencekinetic energy cloud diagram2.2.2㊀具有较高混合效率的位置判断为了进一步探究流体的高混合效率主要存在于哪部分,分别在自由混区底部及第二㊁三㊁四个混合元件底部设置横截面,依次提取各横截面处的流体速度矢量图,如图18所示㊂从流形可以看出,当流体经过自由混合区时,其混合效率并不高,但当流体经过第二个混合元件之后,流体的混合效率大大提高,从图18中第2部分可以看出大量的流体速度方向趋向于垂直混合器管壁,当流体碰到管壁时,其速度方向将会改变,因而能产生更强的混合反应㊂而当流体经过第三个混合元件底部时,流体的混合效率明显地降低,从图18中可以看出虽然存在两个有利于混合的小涡流,但从整体上流体接近于做周向旋转运动,减弱了混合效果㊂同理,当流体经过第四个混合元件底部时,其混合效率更低㊂根据以上可以知道流体在经过第二㊁三个混合元件时,流体具有较高的混合效率,但此时并未达到要求的混合均匀度,要想达到混合均匀度就需要再增加混合元件来达到目的㊂图17㊀不同混合元件个数对应的压力降线Fig.17㊀Pressure drop line diagram correspondingto the number of different mixedelements图18㊀不同截面处流体速度矢量Fig.18㊀Vector diagram of fluid velocities at different sections3㊀结㊀论本文首先对SK 型静态混合器单单元结构进行优化,确定了最优单元宽度D (等于混合器管径)㊁元件长宽比L ∕D ㊁元件扭转角α,并确定了混合元件的数量,在此基础上确定了新型静态混合器的相关参数,得到的主要结论如下:a)SK 型静态混合器单单元最优尺寸中单元宽度D =110mm㊁元件长宽比L ∕D =1㊁元件扭转角α=270ʎ,随着混合元件的个数增加,其混合均匀度也在增加但压力降也在增加,流体达到理想混合均匀度时的元件个数n =6㊂b)新型静态混合器相比于传统SK 型静态混合器有较高的混合效率,达到理想混合均匀度时的混合器总长度约为SK 型静态混合器的1∕2,大大节省了材料的利用㊂新型静态混合器内管内直径较小的部分其湍动能较大,有利于流体的混合但压力降损失较大,增加了能量的消耗㊂㊃9㊃第3期陈西锋等:传统SK 型与新型静态混合器的结构优化参考文献:[1]李青山,沈新元.腈纶生产工学[M].北京:中国纺织出版社,2000.LI Qingshan,SHEN Xinyuan.Acrylic Production Enginee-ring[M].Beijing:China Textile Publishing House,2000.[2]康鲁浩,王成国,井敏,等.碳纤维用聚丙烯腈合成工艺研究进展[J].能源化工,2015,36(1):67-72. 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7.静态混合器
静态混合器上尽量不安装流量、温度、压力等指示仪表和检测点，特殊要求时在订货时出图说明。
对于需要在混合器外壳设置换热夹套管时，要在订货时说明。
对于SH系列产品，由于其加工精度高，维修困难，要求使用的介质清洁或能用溶剂倒置清洗，要不就是介质在高温对于SV系列产品，若因流体不清洁而堵塞，可拆卸设备、用水（蒸汽）或溶剂倒置清洗，也可拆掉单元，取对于SK系列的活络单元产品，可将整个单元抽出清洗，但拉出时切忌敲击，以免单元变形。
A、SV型静态混合器
1.产品特性
单元是由一定规格的波纹板组装而成的圆柱体，它的技术性能：最高的分散程度为1-2μm，液-液相的不均匀度为Δ
2.产品型号
规格DN dh Q规格DN dh SV-2.3/2020 2.30.5-1.2SV-5-20/2002005-20 SV-2.3/2525 2.30.9-1.8SV-5-20/2502505-20 SV-3.5/3232 3.5 1.4-2.9SV-5-30/3003007-30 SV-3.5/4040 3.5 2.2-4.5SV-7-30/3503507-30 SV-3.5/5050 3.5 3.5-7SV-7-30/4004007-30 SV-3.5/6565 3.55-12SV-7-30/4504507-30 SV-5/808059-18SV-7-30/5005007-30 SV-5/100100514-28SV-7-30/6006007-30 SV-5-7/1251255-724-34SV-7-30/100010007-30 SV-5-7/1501505-730-60SV-15-30/1200120015-30
SV型外形图
3.产品用途
适用于粘度≤102厘泊的液-液、液-气、气-气的混合、乳化、反应、吸收、萃取、强化传热等过程。
B、SK型静态混合器
1.产品特性
单元由单孔道左、右扭转的螺旋片组焊而成，它的技术性能：最高分散程度≤10μm，液-液、液-固相的不均匀度为Δ
2.产品型号
规格DN dh Q规格DN dh SK-5/101050.15-0.3SK-50/10010050 SK-7.5/15157.50.3-0.6SK-62.5/12512562 SK-10/2020100.6-1.2SK-75/15015075 SK-12.5/252512.50.9-1.8SK-100/20020010 SK-16/323216 1.4-3.2SK-125/25025012 SK-20/404020 2.2-4.5SK-150/30030015 SK-25/505025 3.5-7.0SK-175/35035017 SK-32.5/656532.5 5.9-12SK-200/40040020 SK-40/8080409-18SK-250/50050025
SK型外形图
3.产品用途
适用于化工、石油、制药、食品、精细化工、塑料、环保、合成纤维、矿冶等部门的混合、反应、萃取、吸收、注塑、配色、传热
杂质或粘度≤106厘泊的高粘性介质尤为适用。
C、SX型静态混合器
1.产品特性
单元由交叉的横条按一定规律构成许多X型单元，技术特性：混合不均匀度Δ≤1-5%。
2.产品型号
规格DN dh Q规格DN d SX-12.5/505012.5 3.5-7.0SX-50/200200
SX-16.25/656516.256-12SX-62.5/2502506 SX-20/8080209-18SX-75/300300
SX-25/1001002514-28SX-87.5/3503508 SX-31.25/12512531.2522-44SX-100/4004001 SX-37.5/15015037.530-60SX-125/5004501
SX型外形图
3.产品用途
适用于粘度≤104厘泊的中高粘度液-液反应、混合、吸收过程或生产高聚物流体的混合、反应过程，处理量较大时使
D、SL型静态混合器
1.产品特性
单元由交叉的横条按一定规律构成单X型单元，技术特性：液-液、液-固相混合不均匀度Δ≤1-5%
2.产品型号
规格DN dh Q规格DN dh SL-12.5/252512.50.7-1.4SL-100/20020010 SL-16/323216 1.4-2.9SL-125/25025012 SL-20/404020 2.3-4.6SL-150/30030015 SL-25/505025 3.5-7SL-175/35035017 SL-40/8080409-18SL-200/40040020 SL-50/1001005014-28SL-250/50050025 SL-75/1501507532-64SL-300/60060030
SL型外形图
3.产品用途
适用于化工、石油、油脂等行业，粘度≤106厘泊或伴有高聚物介质的混合，同时进行传热、混合和传热反应的热交换器，加热或
E、SH型静态混合器
1.产品特性
单元由双孔道组成，单元之间设有流体再分配室。
技术特性：最高分散程度1-2μm，液-液相不均匀度为Δ
2.产品型号
规格DN dh Q规格DN dh SH-3/151530.1-0.2SH-19/808019 SH-4.5/2020 4.50.2-0.4SH-24/10010024 SH-5/252550.5-1.1SH-36/15015036 SH-7/323270.9-1.8SH-49/20020049 SH-9/40409 1.6-3.2SH-74/30030074 SH-12/505012 2.3-4.6SH-124/500500124
注：两端法兰尺寸按产品公称直径放大一档。
SH型外形图
3.产品用途
用于精细加工、塑料、合成纤维、矿冶等部门的混合、乳化、配色、注塑纺丝、传热等过程，对流量小、混合要求高的中高粘度≤1。