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      撞击流技术研究及反应装置开发

      能源与动力工程学院 张建伟
      2018年10月15日 13点55分

      撞击流是强化相间热质传递的最有效方法之一,可以广泛应用于混合、萃取、结晶、破碎、吸附和解吸等多种单元操作过程,对其进行理论和应用研究具有重要的意义。

      能源与动力工程学院张建伟教授带领科研团队于2000年开始从事撞击流技术及反应装置开发方面的研究工作。为探索撞击区流场独特的流动结构和状态,采用PDAPIVPLIF等先进的激光测量技术,对撞击区的速度场、浓度场及压力场等进行研究,获取瞬时和时均速度、浓度、湍动能等多种流场特性表征参数的分布规律。在此基础上,利用混沌、分形、小波变换等非线性分析方法描述混沌流场的非线性参数与流场宏观运动特征之间的关系,探讨其对传质传热效果的影响。建立双多组浸没撞击流的数学模型,采用数值模拟方法研究非线性动力学特性,并通过与实验数据对比进行模型的修正和完善。理论研究成果丰硕,在J.Chem.Eng.Jpn.Can. J. Chem. Eng.Chem. Eng. Technol .Int. J. Chem. React. Eng.、化工学报、高校化学工程学报等多种国内外知名学术期刊发表论文50余篇。

      在理论研究的基础上,团队注重撞击流技术的应用和科研成果转化,研究开发了多种新型撞击流反应器及配套装置。自主开发设计了浸没循环式撞击流反应器多组同轴式撞击流反应器等多种结构的反应器,其中一种多组分层式浸没撞击流反应器”(ZL2014 1 0678158.4)”一种水平三向撞击流混合反应器ZL2014 1 0678254.9)获批国家发明专利,另有实用新型专利近10项。利用研发的反应器搭建实验平台进行小试和中试,证明了以撞击流技术为核心的反应装置与反应釜等传统设备相比,具有反应速度快、混合均匀度高、能量损失小等特点,能有效提高经济效益;此外,设备内无转动部件,避免跑冒滴漏现象,体现了环保节能的设计理念,社会效益显著。

      上述研究工作得到了国家自然yabo2018体育下载基金(面上)项目、辽宁省自然yabo2018体育下载基金项目、辽宁省高等学校优秀人才支持计划项目、辽宁省科技攻关项目、沈阳市“双百工程”科技计划重大科技成果转化项目等多项国家和省市级项目的支持,并与沈阳东方钛业有限公司达成技术转让,实现了科研成果产业化。

       

           

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