作者/来源:刘孝弟1,郭 珺2(1.北京航天动力研究所 100076;2.北京航天普霖科技有限公司 100070) 日期: 2010-11-12 点击率:7679
1 混合问题的应用
1.1 综述
混合是一个非常古老的话题,几乎涉及到所有工业领域、交通运输、农业生产以及人们的日常生活。参与混合的物料大致可分为:固体与固体的混合,固体与液体的混合,固体与气体的混合,液体与液体的混合,液体与气体的混合,气体与气体的混合,特殊情况下固、液、气三种物料需要同时参与混合。
对于不同的物料混合及混合环境,需要采取不同的混合方法才能够得到期望的混合效果,下面逐一进行简要分析。
(1)固-固混合:由于固体的流动性限制,一般地均采用机械搅拌的方式来达到目的。例如固体肥料混合、饲料混合、燃料混合、添加剂混合、建筑材料混合等基本上采取这种方法。
(2)固-液混合:机械搅拌同样适用,当然也可以利用液体的流动特性,预先给液体提供流速,达到混合的效果。例如:混凝土的制作、水煤浆的制备、固液混合燃料的制备、固液的直接换热、河床的除沙、除淤等。
(3)固-气混合:与固-液混合方式类似。例如:煤粉的燃烧、各种固体物料的气力输送、固体物料的气体冷却及加热、金属表面的吹砂处理等。
(4)液-液混合:相对来说,液体与液体之间的混合比较简单,利用良好的流动性能很容易实现,但液体之间相容性、粘性、密度差等也会产生重要的影响。例如:燃油的乳化、液体燃料、染料的配比、饮料的勾兑等。
(5)液-气混合:液气的混合在工业领域内应用十分广泛,主要的矛盾焦点就是如何解决液体的比表面积(单位体积液体的表面积),通常采取的措施就是将液体进行有效雾化或汽化,尽最大可能增大液体与气体的接触面积。例如:液体燃料与空气的燃烧(各种内燃机、燃油加热炉、废液的焚烧等)、液体与气体的反应装置、烟气的洗涤、净化、高温气体的喷水降温等。
(6)气-气混合:由于气体分子运动的能力最强,气体与气体的混合是最容易实现的。例如:气体燃料(包括可燃废气)的燃烧,高温气体的直接降温、高浓度气体的稀释等。
(7)固-液-气混合:三种物料同时实现混合,是上述混合方法的综合,以上所采取的措施对此均有效。例如:水煤浆(属于固液混合物)与空气或氧气的燃烧,含尘气体的液体除尘、净化,固液混合物的气体浮选等。
1.2 液-气的混合
液气的混合应用十分广泛,由于物性的差异,无论仅仅是为了简单的混合,还是为了附带的可能会发生的化学反应,增大液体的比表面积都是非常有利的,这已是众所周知的共识。在条件允许的情况下,可以采取措施将液体进行汽化(当然体积的增大是必然的),这样对于混合效果来说是非常理想的,而这一点在有些情况下是不可能实现的,尤其是液体汽化后体积膨胀将会很大,对于输送和供应及混合区的容积大小将会带来新的问题。通常情况下,能采取的有效措施就是将液体利用各种装置进行雾化后形成液滴(不增加总的体积),液滴越小,液体的比表面积就会越大,混合效果就会越好,当然为了雾化而付出的消耗也就越大。
实际上,对于固体物料,要增....