[发明专利]混合器中流场的评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及混合器内流场的混合效果评价，属于流体力学的技术领域。

背景技术

混合器在能源、机械、化工等领域有着广泛的应用，混合器的设计一直是研究的重点，在混合器设计中很重要的一个步骤就是判断混合器的混合效果，对其中的混合流动做出合理的评价。

目前对混合器的混合效果评判方法主要是计算比较用出口面的浓度分布的均方根S值，S=1nΣn(θ-θ‾)2,]]>其中，θ为浓度，n为计算所选取的数据点数。该方法为：不考虑混合器内部的流动情况，仅计算出混合器出口浓度的均方根分布，均方根越小，气体混合得越均匀，混合器的混合效果越好。但混合器出口的浓度均匀度不仅和混合器的设计好坏有关，还和混合器入口气体的浓度分布、气体本身的特性等因素有关，而均方根判断方法在面对这些问题时均无法准确判断这些因素的影响。而且该方法仅可以判断混合器出口的气体混合均匀程度，但无法有效的评判混合器内的混合情况，尤其当混合器入口条件不同时。仅仅由出口浓度的均方根无法判断混合器内部各个区域的混合强弱，不能给出有效的改进意见，起不到分析改进的作用。只能作为单纯的均匀度判断。很多混合器的作用是增大流场的涡旋，混合效果要在离开混合器后一段距离才能更充分的体现出来，在利于该方法对混合效果进行考察时，要把计算范围延伸到混合以后很长一段距离，这样就增加了计算的工作量。

对混合器的评价方法还有利用混合长度或混合时间等参数对混合效率进行判定的方法，该方法为：由混合的均方根等均匀度参数计算得到混合长度或混合时间，如，Aoyi Ochieng定义混合时间t_υ作为混合时间，tυ=-ln(1-υ)1.06N(D/T)2.17(T/H)0.5,]]>其中υ为混合均匀度，即和均方根同样性质的参数，然后比较混合时间的大小以确定混合效率。但因为混合时间等参数的确定也是依据浓度的分布均匀度，即由均方根或相似的参数定义，故这些参数和均方根的性质和特点相同，它们具有和均方根一样的缺点，不能有效地反应混合器内部的混合强弱，仅仅是最终混合效果的判断。