粉固煤气管道混合器作为一种新型化工过程强化设备,广泛适用于石油化工、食品加工、化学工业等精细化工中间体和大宗有机化工原料的单元混合操作。与传统的搅拌槽反应器相比,粉固煤气管道混合器大幅度提高设备的生产能力,降低工业生产成本,提高产品收率和质量,减少废弃物排放,产生显著的经济效益和社会效益。但到目前为止,对其瞬态流动特性的理论探讨以及对工业生产过程的指导远没有达到预期的水平。
     粉固煤气管道混合器内高粘度流体的运动特性;通过对粉固煤气管道混合器的瞬态流场实验测量,重点研究了粉固煤气管道混合器内瞬态流场的混沌和分形特性;利用计算流体力学软件考察含有不同混合组件的粉固煤气管道混合器的流动阻力和宏观混合传质特性,用以指导这种粉固煤气管道混合器的优化和放大。基于流体动力学、非线性动力学,建立了高粘度流体在粉固煤气管道混合器内的流体流动模型。初步判定:高粘度流体在粉固煤气管道混合器内轴截面的径向二次流动存在混沌特性。为揭示高雷诺数下粉固煤气管道混合器非稳态流动特性,利用激光多普勒测速仪对粉固煤气管道混合器的瞬时速度场进行测量。
     采用功率谱、相平面识别粉固煤气管道混合器内瞬时速度时间序列的混沌特性。实验研究表明:粉固煤气管道混合器内速度波动时间序列具有混沌特性;功率谱函数随频率的增加呈幂函数衰减;瞬时速度脉动主要能量集中在3.9Hz以下,62.5Hz以上的信号线性无关,75Hz以上的信号不存在非线性和线性相关性。利用湍流高阶矩参数平坦因子和偏斜因子分析了粉固煤气管道混合器内脉动速度的概率密度函数分布以及与正态分布的定量差别。