超高壓超臨界流體微型撞擊流發生器的機理及性能研究

《超高壓超臨界流體微型撞擊流發生器的機理及性能研究》是依託上海套用技術大學，由李光霽擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：超高壓超臨界流體微型撞擊流發生器的機理及性能研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：李光霽
• 依託單位：上海套用技術大學

項目摘要

顆粒細化技術已經被廣泛運用到高新技術產業中，然而液態顆粒細化技術的研究仍然存在很多不足。已有研究利用超高壓撞擊流技術進行液態顆粒細化，並取得較好效果。但研究發現，當載入壓力進一步升高時，液體的粘度增大，擴散率降低，使得撞擊粉碎的能量減少，無法提高粉碎的級別。為了有效解決這一技術上的瓶頸，本項目試圖在現有超高壓撞擊流技術的基礎上，引入超臨界CO2的概念。由於超臨界CO2流體兼有氣液兩相的雙重特點，因此可以套用於超高壓領域以及具有超小孔徑管道的撞擊流發生器中，強化了流體被粉碎細化的效果。本項目將首先對超臨界CO2在超高壓狀態下熱力學特性進行研究，其次研究超高壓下微米級別通道對液態物料起粉碎細化作用的幾種作用力之間的量化關係並建立撞擊流粉碎模型，並在此基礎上研製超高壓超臨界CO2撞擊流微米級發生器並對其進行性能評價。本項目對有效拓展超高壓撞擊流粉碎技術在工程上的套用具有及其重要的意義。

結題摘要

國內外對採用超高壓撞擊流進行顆粒細化的技術很重視，本研究在此技術的基礎上，引入超臨界CO2，並進行了深入的研究。研究了超臨界CO2在超高壓狀態下熱力學特性，由於超臨界CO2流體兼有氣液兩相的雙重特點，因此可以套用於超高壓領域以及具有超小孔徑管道的撞擊流發生器中，強化細化粉碎效果，並取得了一些成果。推導了巨觀圓形管內和微尺寸圓管內的速度邊界層厚度方程，結合比表面積的計算分析了微尺寸通道中流體的質量傳遞和動量傳遞特性，從各個方面得出微尺寸管道對顆粒細化的作用。在理論論證的基礎上，研製了不同結構的超高壓超臨界CO2撞擊流微米級發生器並對其進行性能評價，取得了良好的效果。