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舌槽型静态混合器内高效换热流体的性能评估
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作者 禹言芳 张梦琼 孟辉波 《过程工程学报》 北大核心 2026年第1期20-29,共10页
随着工业设备向高性能和高密度方向发展,有效换热已成为工业应用的重中之重。针对Re=2000~17000的湍流工况,采用计算流体动力学(CFD)方法开展数值模拟研究。通过引入舌槽型静态混合器(TGSM)作为强化换热、降低能耗的设备,对比分析了SiC/... 随着工业设备向高性能和高密度方向发展,有效换热已成为工业应用的重中之重。针对Re=2000~17000的湍流工况,采用计算流体动力学(CFD)方法开展数值模拟研究。通过引入舌槽型静态混合器(TGSM)作为强化换热、降低能耗的设备,对比分析了SiC/SWCNT-H_(2)O,Al_(2)O_(3)/SWCNT-H_(2)O和Al_(2)O_(3)/SiC-H_(2)O三种新型混合纳米流体及液态金属溶液的流动与换热特性。结果表明,与Kenics静态混合器(KSM)相比,TGSM具有显著的压降优势,在相同工况下KSM的流动阻力比TGSM高出3.5~4.9倍。液态金属/纳米颗粒的加入使流体的对流换热系数(h)提高0.08~8.64倍。SiC/SWCNT-H_(2)O在TGSM内展现出最优的换热性能,其综合性能评价标准(PEC)的范围为4.67~7.33,同时能使场协同数提高5.09~6.81倍,并使熵产ST降低87.2%~89.2%。 展开更多
关键词 强化换热 静态混合器 纳米流体 对流换热系数 场协同 熵产
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废碱氧化酸碱混合器改造及其应用效果研究
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作者 滕巧梅 兰田 +2 位作者 秦德鑫 崔凡 汪翔 《设备管理与维修》 2026年第3期153-155,共3页
针对废碱氧化装置酸碱混合器后路管线在实际应用中频繁腐蚀泄漏问题,提出一种改造方案并进行了应用效果研究。通过分析现有混合器的结构特点和运行缺陷,设计并优化了混合器后路管线结构及材料。改造后的混合器系统在实际应用中表现出显... 针对废碱氧化装置酸碱混合器后路管线在实际应用中频繁腐蚀泄漏问题,提出一种改造方案并进行了应用效果研究。通过分析现有混合器的结构特点和运行缺陷,设计并优化了混合器后路管线结构及材料。改造后的混合器系统在实际应用中表现出显著优势,混合效率提高80%,后路管线使用寿命由7 d延长至180 d。 展开更多
关键词 废碱氧化 酸碱混合器 混合效率 使用寿命
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薄板式静态混合器耳板最佳折弯角度研究
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作者 宋泽润 姬宜朋 +4 位作者 陈家庆 王秀军 华朝 陈翔宇 王春尧 《过程工程学报》 北大核心 2025年第10期1021-1029,共9页
薄板式静态混合器采用1个耳状薄板结构的混合元件完成两种介质的混合,其结构比常规静态混合器更简单、压降更低;尤为重要的是分散相注入口设置在耳板后,处理混合后产生的高黏度介质时,可以避免管路堵塞。带折弯耳板的薄板是薄板式静态... 薄板式静态混合器采用1个耳状薄板结构的混合元件完成两种介质的混合,其结构比常规静态混合器更简单、压降更低;尤为重要的是分散相注入口设置在耳板后,处理混合后产生的高黏度介质时,可以避免管路堵塞。带折弯耳板的薄板是薄板式静态混合器内唯一混合元件,耳板折弯角度直接影响混合水力环境。本工作构建保持过流面积不变而只改变耳板折弯角的模型,通过数值模拟和可视化实验分析薄板式静态混合器耳板出口处流场特性,考察流体混合的不均匀系数(CoV)和压降(ΔP)随耳板折弯角度的变化规律。结果表明,耳板后流体向一侧偏移的康达效应与其折弯角密切相关,在折弯角为10°时,康达效应最弱,流体的分布对称性能最佳。康达效应对混合效果有负面影响,折弯角为10°时的对称流状态下混合效果最佳,CoV降低到0.05所需的完全混合距离仅3.4D,压力损失仅4.26 kPa。 展开更多
关键词 薄板式静态混合器 数值模拟 可视化实验 混合 康达效应 耳板折弯角度
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Kenics静态混合器的流体力学性能 被引量:9
4
作者 费维扬 许异辉 +3 位作者 胡忭强 许宏庆 杨京龙 刘欣 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 1992年第6期10-16,共7页
用激光测速仪(LDV)测定了φ50mm Kenics静态混合器的流场、压力降和液滴平均直径。着重讨论了流量和混合单元数对轴向速度、切向速度和湍流强度的影响,并对静态混合器内液滴粉碎的机理进行了探讨。研究结果对消化吸收引进技术和合理地... 用激光测速仪(LDV)测定了φ50mm Kenics静态混合器的流场、压力降和液滴平均直径。着重讨论了流量和混合单元数对轴向速度、切向速度和湍流强度的影响,并对静态混合器内液滴粉碎的机理进行了探讨。研究结果对消化吸收引进技术和合理地设计大型静态混合器具有参考价值。 展开更多
关键词 混合 静态混合器 流体力学 粉碎机理
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同心列管式静态混合器的结构参数与应用性能研究 被引量:6
5
作者 李伟光 王广智 +4 位作者 南军 时文歆 徐立群 李楠 刘希邈 《中国给水排水》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期33-36,共4页
同心列管式静态混合器利用管道边壁的边界层作用,强化形成准均匀各向同性涡旋,实现快速混合作用。试验结果表明,同心列管间距为100 mm、列管段数为3、列管段间设置导流锥的同心列管式混合器的混合效果最优。与普通孔板式混合器相比,在... 同心列管式静态混合器利用管道边壁的边界层作用,强化形成准均匀各向同性涡旋,实现快速混合作用。试验结果表明,同心列管间距为100 mm、列管段数为3、列管段间设置导流锥的同心列管式混合器的混合效果最优。与普通孔板式混合器相比,在相同操作条件下可以节省15.8%的絮凝剂用量,同时使絮体的分形维数和粒径分别提高了11.8%和52.6%,使沉后水浊度降低了2 NTU左右。 展开更多
关键词 给水处理 静态混合器 同心列管 导流锥 分形维数 絮体粒径
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高黏度流体在SK型静态混合器内的流动特性 被引量:11
6
作者 孟辉波 吴剑华 +1 位作者 禹言芳 陈旭 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期23-26,共4页
根据流体动力学、非线性动力学及Ottino理论,建立了高黏度流体在SK型静态混合器内的流体流动改进模型,分析二维Navier-Stokes方程基于双极坐标系下流函数形式的边值问题并建立了相应的流体微分运动方程。用Poincare映射方法对静态混合... 根据流体动力学、非线性动力学及Ottino理论,建立了高黏度流体在SK型静态混合器内的流体流动改进模型,分析二维Navier-Stokes方程基于双极坐标系下流函数形式的边值问题并建立了相应的流体微分运动方程。用Poincare映射方法对静态混合器内的蠕动流的动力学行为进行了数值仿真研究。给出了系统响应随管壁转动角频率变化的分岔图、最大Lyapunov指数曲线图、典型的Poincare截面图和相图。结论表明:高黏度流体在SK型静态混合器内轴截面的径向流动存在混沌特性。 展开更多
关键词 静态混合器 蠕动流 混沌
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Kenics静态混合器在水平液固循环流化床中的研究 被引量:8
7
作者 张少峰 王江涛 刘燕 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期43-46,共4页
为了解决水平液固循环流化床中颗粒分布不均匀问题,在内径29 mm、长4 m的水平有机玻璃管流化床内放入Kenics静态混合器,采用CCD图像测量与数据处理系统考察静态混合器的结构、个数、安装位置对液固二相流中颗粒分布的影响;同时,利用U型... 为了解决水平液固循环流化床中颗粒分布不均匀问题,在内径29 mm、长4 m的水平有机玻璃管流化床内放入Kenics静态混合器,采用CCD图像测量与数据处理系统考察静态混合器的结构、个数、安装位置对液固二相流中颗粒分布的影响;同时,利用U型管压差计考察不同条件下静态混合器的压降。实验结果表明:Kenics静态混合器能明显地改善管内颗粒分布情况;单个扭率Y=3.5的Kenics静态混合器压降最小;2个扭率Y=3.5的Kenics静态混合器间距为40 mm时对颗粒分布影响长度是最长的。 展开更多
关键词 液固循环流化床 水平管 颗粒分布 Kenics 分布不均匀度
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SK型静态混合器切割区内速度混沌特性 被引量:5
8
作者 孟辉波 吴剑华 +1 位作者 禹言芳 陈旭 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第12期24-27,46,共5页
为揭示SK型静态混合器内非稳态流动特性,利用激光多普勒粒子分析仪对直径为0.04m、长径比为1.25的SK型静态混合器的切割区瞬时流场进行测量。采用功率谱和最大Lyapunov指数识别混合器内瞬时速度时间序列的混沌特性,利用湍流高阶矩参数... 为揭示SK型静态混合器内非稳态流动特性,利用激光多普勒粒子分析仪对直径为0.04m、长径比为1.25的SK型静态混合器的切割区瞬时流场进行测量。采用功率谱和最大Lyapunov指数识别混合器内瞬时速度时间序列的混沌特性,利用湍流高阶矩参数分析混沌运动的统计特征。实验结果表明:SK型静态混合器切割区速度波动时间序列具有混沌特性;功率谱函数随频率的增加呈幂函数衰减,瞬时速度脉动主要能量集中在31.25Hz以下;湍流高阶矩分布揭示了切割区内的速度脉动存在非线性拟序结构,混沌运动的概率密度函数偏离高斯分布。 展开更多
关键词 静态混合器 平坦因子 偏斜因子 标度指数 最大LYAPUNOV指数
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Q型静态混合器内液滴群分散特性 被引量:5
9
作者 孟辉波 王建宝 +2 位作者 禹言芳 王宗勇 吴剑华 《过程工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期338-346,共9页
静态混合器因具有结构紧凑、强化性能优异和连续性生产等优点被广泛应用于过程工业中,但Q型静态混合器(QSM)内多相流分散混合强化机理不完善制约了其在精细化工和原料药绿色生产中的应用。采用计算流体力学(CFD)耦合群体平衡方程对QSM... 静态混合器因具有结构紧凑、强化性能优异和连续性生产等优点被广泛应用于过程工业中,但Q型静态混合器(QSM)内多相流分散混合强化机理不完善制约了其在精细化工和原料药绿色生产中的应用。采用计算流体力学(CFD)耦合群体平衡方程对QSM内相含率α≤5%时液滴分散特性进行数值模拟,分析液液界面张力、动力黏度和相含率对液滴群d_(32)的分散行为的影响。标准旋流静态混合器内的d_(32)数值预测结果与实验结果有良好的一致性。模拟结果表明,在z/l=11.5处不同分散相d_(32)减小73%~96%,RL-90-QSM对不同物性介质的分散混合具有高效性和普适性;在高雷诺数和低相含率下,不同分散相流过z/l=0~2时d_(32)破碎速率最大,在z/l=2.5处d_(32)减小51%~90%,d_(32)随混合时间的增加逐渐减小且在z/l=10后趋于稳定;界面张力对混合结果的影响大于动力黏度。 展开更多
关键词 Q型静态混合器 两相流 群体平衡模型 液滴尺寸分布 索特平均直径
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多流道螺旋静态混合器混合性能的数值模拟研究 被引量:24
10
作者 王宗勇 陈超 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期268-273,279,共7页
采用多相流混合模型对层流状态下两种物性接近的流体在多流道螺旋静态混合器内的混合性能进行研究。研究结果表明,流道数增多提高了流体混合速度,缩短了达到相同混合效果所需要的混合元件长度,但同时也增大了系统能量消耗。在混合元件... 采用多相流混合模型对层流状态下两种物性接近的流体在多流道螺旋静态混合器内的混合性能进行研究。研究结果表明,流道数增多提高了流体混合速度,缩短了达到相同混合效果所需要的混合元件长度,但同时也增大了系统能量消耗。在混合元件长度要求较长的情况下,从能量消耗角度应优先选用两通道螺旋静态混合器,而受到设备空间限制等原因混合元件长度需要较短时,应优先选用四通道螺旋静态混合器。 展开更多
关键词 静态混合器 数值模拟 分布混合 分离强度
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流体静态混合器的应用和新发展 被引量:11
11
作者 肖映果 孙文胜 刘伟强 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2005年第z1期279-281,共3页
对航空航天领域中常用的3种流体静态混合器的工作原理、性能及优缺点进行了概述,在论述静态混合器的广泛应用和发展概况的基础上,简要介绍了层板混合器、微混合器2种新型的静态混合器。
关键词 静态混合器 层板混合器 微混合器 微尺度
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SK静态混合器内各截面停留时间分布实验研究 被引量:4
12
作者 付海玲 金丹 +1 位作者 吴剑华 孙丹 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期71-75,共5页
采用脉冲示踪法对SK静态混合器内各截面的停留时间进行了实验测试,比较了流量对各截面停留时间分布的影响。结果表明:在同一截面上,随着流量增加,平均停留时间减小,停留时间分布密度曲线变得高而窄;在相同流量下,沿着轴线方向,平均停留... 采用脉冲示踪法对SK静态混合器内各截面的停留时间进行了实验测试,比较了流量对各截面停留时间分布的影响。结果表明:在同一截面上,随着流量增加,平均停留时间减小,停留时间分布密度曲线变得高而窄;在相同流量下,沿着轴线方向,平均停留时间增大,量纲一方差减小,流体流动趋向于活塞流。同一截面上,随着流量增加应答峰初期的斜率较陡,停留时间分布曲线的拖尾现象不明显。根据实验结果,采用轴向扩散模型、双参数模型和移位对数正态分布函数模型对曲线进行描述。模拟结果表明,移位对数正态分布模型的预测结果与实验值的吻合程度优于其他2个模型。 展开更多
关键词 停留时间分布 静态混合器 流动模型 流量
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SV型静态混合器湍流阻力的初步研究 被引量:5
13
作者 张春梅 吴剑华 王宗勇 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期19-23,共5页
为了获得流体在SV型静态混合器中湍流流动时的流动阻力规律,提出一种新的含有SV型静态混合器重要几何结构参数的流体阻力计算模型。对于不可压缩流体,将其在SV型静态混合器中的运动分解成沿管壁与轴线方向平行和沿混合元件凹槽方向的直... 为了获得流体在SV型静态混合器中湍流流动时的流动阻力规律,提出一种新的含有SV型静态混合器重要几何结构参数的流体阻力计算模型。对于不可压缩流体,将其在SV型静态混合器中的运动分解成沿管壁与轴线方向平行和沿混合元件凹槽方向的直线运动。运用流体力学理论,分别求解出流体作2种运动时所产生的湍流流体阻力的计算式,并计入相邻混合元件交接部分的局部阻力,然后进行叠加得到流体阻力理论计算式。以水为实验介质,对SV型静态混合器流体湍流阻力进行了实验测量,与理论结论进行比较分析,得出摩擦因子λ与Re-0.2呈线性关系的结论。 展开更多
关键词 静态混合器 湍流 流体阻力 摩擦因子
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循环射流混合槽内湍流强化传热数值模拟及射流层优化 被引量:3
14
作者 禹言芳 孔令敏 +3 位作者 孟辉波 石博文 柳东洲 吴剑华 《过程工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1458-1467,共10页
循环射流混合槽(CJT)作为一种过程强化设备可以提高湍流的混合效率及反应选择性。为进一步提高其工业应用价值,对循环射流混合槽流场的传热能力进行分析并对其射流层数进行结构优化。在恒壁温的条件下,采用SST k-ω模型分析循环射流混... 循环射流混合槽(CJT)作为一种过程强化设备可以提高湍流的混合效率及反应选择性。为进一步提高其工业应用价值,对循环射流混合槽流场的传热能力进行分析并对其射流层数进行结构优化。在恒壁温的条件下,采用SST k-ω模型分析循环射流混合槽流场区域的非稳态流动传热特性。在充分湍流状态下研究了Re=3260~16303,射流层数M=5~9对循环射流混合槽壁面对流传热特性及流场传热特性的影响。结果表明,M=9时对流换热系数的变异系数C_(h)随Re增加而减少,壁面传热均匀性提高2.8%~19.3%;流场与温度场协同性随Re增加而增加,Re=16 303时的协同角为75.5o比Re=3260时减小约0.5°。Re=9782时C_(h)随M增加而降低,壁面传热均匀性提高2.7%~16.3%;速度矢量与温度梯度协同性随M增加而减小,M=9时全局协同性相较于M=5时降低了6.1%。当M=7时中心混合区与射流混合区的场协同角均在73°~74°之间,两区域流场间热量传递能力匹配程度较好;当M<7时中心混合区的协同性优于射流混合区,当M>7时射流混合区协同性优于中心混合区。研究Re及射流层数M对循环射流混合槽热量吸收和传递性能的影响,发现Re的变化对循环射流混合槽吸热量的影响大于射流层数M的变化。 展开更多
关键词 循环射流混合槽 数值模拟 湍流 热传导 变异系数 场协同
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不同参数下旋流器内油滴运动的模拟研究 被引量:11
15
作者 马艺 金有海 王振波 《石油机械》 北大核心 2010年第4期12-15,92,共4页
利用Fluent软件研究不考虑油滴破碎聚结时,不同粒径和入口位置的油滴粒子运动过程及粒子流的分布规律。求解过程中采用离散随机轨道模型,该模型的速度波动成分被离散为时间函数。结果表明,导叶式旋流器内油滴颗粒存在3种运动轨迹,颗粒... 利用Fluent软件研究不考虑油滴破碎聚结时,不同粒径和入口位置的油滴粒子运动过程及粒子流的分布规律。求解过程中采用离散随机轨道模型,该模型的速度波动成分被离散为时间函数。结果表明,导叶式旋流器内油滴颗粒存在3种运动轨迹,颗粒受到溢流管处短路流的影响,在进入环形空间后很快向溢流管漂移,并进入内旋流上升得到分离;颗粒摆脱了短路流的影响,向下运动的距离增加,在锥段进入内旋流后随上行流进入溢流管;颗粒受到离心力的作用,随外旋流从底流管逃逸;入口位置对旋流器内颗粒的运动规律和停留时间影响不大;颗粒总体上是均匀分布于各个流道的。 展开更多
关键词 旋流器 粒径 入口位置 运动轨迹 离散相
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SMV静态混合器的数值模拟 被引量:14
16
作者 赵建华 黄次浩 《海军工程大学学报》 CAS 2002年第6期59-62,66,共5页
介绍了静态混合器的种类、特性、工作原理和一种通用计算流体力学软件,Fluent软件.利用Gambit前处理器构造了一个简化的SMV型静态混合器模型,利用Fluent软件数值求解混合器的流场,对模拟结果进行了分析,混合小池对湍动能的产生贡献很大... 介绍了静态混合器的种类、特性、工作原理和一种通用计算流体力学软件,Fluent软件.利用Gambit前处理器构造了一个简化的SMV型静态混合器模型,利用Fluent软件数值求解混合器的流场,对模拟结果进行了分析,混合小池对湍动能的产生贡献很大.混合器还能有效改善离散相的分散性. 展开更多
关键词 SMV静态混合器 Fluent软件 数值模拟
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储气库高强度注采井口采气树通道冲蚀规律分析
17
作者 赵宇曈 高翔 《当代化工研究》 2025年第19期35-37,共3页
针对地下储气库井口采气树在强注强采工况下所面临的气液固三相流冲蚀磨损问题,采用ANSYS Fluent软件建立三维数值模型,结合Mixture多相流模型、离散相模型(Discrete Phase Model,DPM)与RNG k-ε湍流模型,系统模拟了采气速率、颗粒粒径... 针对地下储气库井口采气树在强注强采工况下所面临的气液固三相流冲蚀磨损问题,采用ANSYS Fluent软件建立三维数值模型,结合Mixture多相流模型、离散相模型(Discrete Phase Model,DPM)与RNG k-ε湍流模型,系统模拟了采气速率、颗粒粒径、颗粒质量流量、井口压力及液气比等因素对冲蚀速率的影响。结果表明:冲蚀热点位于上游与下游直管段连接处外壁;采气速率上升显著加剧冲蚀;粒径变化影响冲蚀形态,小粒径形成细长冲蚀带,大粒径造成宽短冲蚀坑;颗粒质量流量增大加剧磨损;井口压力升高会增强湍流并扩大冲蚀范围;当液气比>0.1 m^(3)/104 m^(3)时,液相润滑作用减弱,冲蚀区域趋于集中。研究揭示了储气库井口通道的冲蚀机制与关键影响因素,为其安全运行阈值设定与防护设计提供了理论支撑。 展开更多
关键词 储气库 采气树 CFD 储气库出砂 冲蚀 冲蚀速率
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射流式水粉混合器数值模拟分析与结构优化 被引量:5
18
作者 刘敏 程心平 +3 位作者 牛贵锋 张成富 李孟超 吉洋 《石油机械》 北大核心 2010年第8期34-36,62,共4页
针对国内分散溶解装置存在的水粉混合工作性能不理想,无法使聚合物干粉与水充分接触润湿等不足,采用CFD程序中的欧拉两相流模型对射流式水粉混合器进行数值模拟,得到流体压力分布云图和紊流强度云图,并在模拟的基础上对水嘴直径进行优... 针对国内分散溶解装置存在的水粉混合工作性能不理想,无法使聚合物干粉与水充分接触润湿等不足,采用CFD程序中的欧拉两相流模型对射流式水粉混合器进行数值模拟,得到流体压力分布云图和紊流强度云图,并在模拟的基础上对水嘴直径进行优化。模拟结果表明,混合的紊流强度最大值出现在水嘴附近,水嘴出口直径15mm入口形式是一种较好的入口结构形式,采用这种入口结构可以获得较大的紊流强度,从而获得较好的混合效果。 展开更多
关键词 水粉混合器 分散溶解装置 聚合物 数值模拟
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摆动式混合机性能研究 被引量:5
19
作者 范德顺 吕涛 +1 位作者 王雷 黄钟 《北京化工学院学报》 CSCD 北大核心 1994年第4期42-45,52,共5页
三维摆动混合机(简称SBH混合机)是一种新型高效的粉体混合设备。该机能适用于上百种不同物料(例如药品,陶瓷以及布丁粉等)的混合。因其采用了一种全新的运动学原理,即除了平移和转动这两种基本运动之外,又引入了可倒置的第三... 三维摆动混合机(简称SBH混合机)是一种新型高效的粉体混合设备。该机能适用于上百种不同物料(例如药品,陶瓷以及布丁粉等)的混合。因其采用了一种全新的运动学原理,即除了平移和转动这两种基本运动之外,又引入了可倒置的第三种运动,故具有极高效率。此种独特的可倒置翻滚运动特别有利于解决粉体加工工艺中,诸如混合效率与混合均度的问题。SBH混合机适用于医药、染料、农药、化工、食品、石油、冶金矿山、烟火、炸药、复合肥料、陶瓷等工业部门以及农业种子和饲料部门的粉粒料混合。文中主要介绍该机的工作原理,结构性能及其它特点,为我国粉体加工工业的设备更新提供了一种新的途径。 展开更多
关键词 摆动式 混合机 运动学倒置 粉体加工
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单螺杆挤出机的混合及应用 被引量:9
20
作者 何红 朱复华 《塑料》 CAS CSCD 2001年第2期28-32,共5页
本文分析了单螺杆挤出机的分散和分布混合能力 ,得出了单螺杆挤出机的适用混合类型。对比了Maddock、Pineapple、Twente以及CTM混合元件的性能。加装混合元件以后 ,单螺杆挤出机的分布混合效果得到很大提高 ;但在分散混合上 ,除颜料与... 本文分析了单螺杆挤出机的分散和分布混合能力 ,得出了单螺杆挤出机的适用混合类型。对比了Maddock、Pineapple、Twente以及CTM混合元件的性能。加装混合元件以后 ,单螺杆挤出机的分布混合效果得到很大提高 ;但在分散混合上 ,除颜料与聚烯烃外 ,效果尚不理想。 展开更多
关键词 单螺杆挤出机 分布混合 混合元件 分散混合 聚烯烃 颜料 性能 能力 适用 对比
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