[发明专利]一种非等温微撞击流反应器测试方法与装置

说明书

本发明公开一种非等温微撞击流反应器测试方法与装置，属于化工应用领域。该装置包括撞击流反应器、可移动喷枪、喷嘴、抗氧化防腐蚀环形软塞、法兰、抗氧化防腐蚀软垫、抗氧化防腐蚀塞、玻璃转子流量计、蠕动泵、可变温加热槽、加热器、平面连续激光器、滤波片、高速摄像机、计算机、筛网；该装置可实现非等温液‑液对置撞击传热、传质特性的实时测量分析，可为优化微撞击流反应器的结构参数，以及为微撞击流反应器在工业中的应用提供参考依据，显著提高化工生产的效率。

技术领域

本发明涉及一种非等温微撞击流反应器测试方法与装置，属于化工应用领域。

背景技术

撞击流是较早提出的一种加快相间的传热和传质的理论，在当前社会已经日趋成熟，但仍然存在多种不足，多数是以撞击效率低，设备精度低，结构复杂耗费过高等方面的问题存在于各种反应器中。在以往的撞击流反应器当中，撞击流反应器在化学化工生产中的应用范围特别广，主要用于化学生产，进行传质和传热，并强化相间反应的目的。

现有的撞击流反应器，一种通过由变频电机与滑道通过齿轮相连接，由控制台进行控制调节以改变喷嘴间距，从而达到液体撞击后传质效果；另一种在喷管内设置叶轮来增强液体的传输，叶轮在一定程度上阻碍了液体的流动速率，影响撞击后的传热传质效率。

公开号为CN109225115A的发明专利“一种可调喷嘴间距的撞击流反应器”，该发明专利是腔室侧壁装有螺纹滑道以及小型变频电机，通过使用电机加速滑道实现喷嘴间距的改变，不足之处是操作复杂，耗费成本过高。

公开号为CN109225116A的发明专利“一种筛孔喷嘴压差式撞击流反应器”，该发明专利通过在喷管内设置电机驱动的叶轮，通过叶轮的转动增加液体出口流速，但叶轮对管内液体产生阻碍，电机的使用又增加了能耗。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种、低成本、使用范围广泛、操作简单的一种非等温微撞击流反应器测试方法，具体步骤如下：

（1）将荧光剂配成所需检测浓度的水溶液，然后分成两等份分别置于两个可变温加热槽10中；调节可移动喷枪2之间的间距至所需间距，选用所需的喷嘴3，打开蠕动泵9，通过玻璃转子流量计8调节所需流量。

（2）打开平面连续激光器12和加载滤波片13的高速摄像机14，待高速摄像机14开启后，打开蠕动泵9，将非等温的液体由可移动喷枪2喷出在撞击流反应器1中进行传热传质；所述平面连续激光器12发出的平面激光光束平行于喷枪2对置面，且经过两喷枪对置中心。

（3）高速摄像机14对撞击面的荧光强度进行测试成像。

（4）对步骤（1）中的配置的荧光剂溶液进行温度与荧光强度的标定实验，得出荧光强度与温度的关系式。

（5）将撞击面以喷嘴直径的不同整数倍距离进行等距圆环划分，并对划分后的区域内像素点的温度值采用局部区域Z的平均温度T(Z)计算，计算公式如下：

其中，T(x,y)为区域Z内选取的像素点温度值；N(Z)为选取的像素点的个数。

（6）将步骤（3）中的图片采用Matlab软件进行图像与数字的转化，得出撞击面中像素点得荧光强度值，并按照步骤（5）中的取点方式得出取得点对应的温度值。

优选的，本发明所述可变温加热槽10中的溶液为去离子水、纯水或者甘油的荧光剂溶液。