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超重力技术的基本原理
- 2021-01-18 -

超重力技术的基本原理

超重力技术的基本原理是利用超重力条件下多相流动系统独特的流动特性,增强相、相的相对速度和相互接触,从而达到高效的传质传热及化学反应过程。获得超重力的方法主要是转动设备整体或部件,形成离心力场,所涉及的多相流动系统主要包括气-固系统和气-液系统。通过气体进口管,气相通过转子外腔由切向引入,在气压的作用下从转子外缘进入填料。通过液体进口管,将液体引入转子腔内,用喷头将其淋入转子腔内缘。液体进入转子时,受到转子内填充物的作用,周向速度增大,产生的离心力将液体推向转子边缘。液体被填充物分散,破碎,形成巨大且不断更新的表面积,液体表面的更新由曲折的流动通道加剧。从而在转子内部形成良好的传质和反应条件。流体被转子抛向壳体汇集处,然后通过液体出口管离开设备。气旋自转子中心离开转子,由气旋出口管引出,完成传质和反应过程。

超重力是指物质在比地球重力加速度(9.8m/s2)大得多的环境中所受的力。在超重力作用下,研究物理化学变化过程的科学叫做超重力科学,运用超重力科学原理创造的应用技术叫做超重力技术。对地球来说,实现超重力环境的简单方法就是利用旋转产生离心力来模拟。这种旋转式装置叫做超重力机,也叫旋转式填充床。其主要由转子,液体分配器和壳体组成。旋翼为核心部件,主要作用是固定填料,并带动填料转动,使气液接触良好。超重设备的工作原理如下:通过气体进口管,气相被引入到超重力机的外腔中,在气压的作用下,由旋翼外缘进入填料中。流体通过流体入口管引入转子腔,在转子腔内填充物的作用下,提高周向速度,产生的离心力将转子腔外边缘推入。其中,液体被填料分散,破碎,形成巨大且不断更新的微元体,曲折的流动通道进一步加剧了界面更新。流体在高分散性、高湍动性、强混合物和界面快速更新的条件下,与气体以很大的相对速度反向接触,传质过程得到显著加强。然后,液体被转子抛入壳体,通过液体的出气管离开超重力机,气体的自转子中心离开转子,由气体的出气管引出,完成整个传质和反应过程。

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