CN109718730A - 一种实现加强气液混合作用的微通道结构 - Google Patents
一种实现加强气液混合作用的微通道结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109718730A CN109718730A CN201910160030.1A CN201910160030A CN109718730A CN 109718730 A CN109718730 A CN 109718730A CN 201910160030 A CN201910160030 A CN 201910160030A CN 109718730 A CN109718730 A CN 109718730A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- liquid
- gas
- channel
- microchannel
- fenestra
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 88
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 title claims abstract description 5
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 40
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
本发明公开了一种实现加强气液混合作用的微通道结构，气体通过气体主通道进入气体扩展腔室，通过围绕在液体扩大通道外的一圈或多圈气体膜孔分散微通道，分散成微小的连续气泡流进入混合腔室；液体通过液体主通道进入液体收缩通道；高压高速液体流到液体扩大通道，快速地流入到混合通道内，在扩大通道出口处形成一个“真空”低压区，将从气体膜孔分散微通道出来的气泡吸入液体中，进行主动混合。本发明实现在微通道内加强气液混合作用：将文丘里效应与气体膜孔分散结构相结合；不是使用高压液体，而是通过结构设计，在通道内形成低压，产生吸附作用，吸引气体主动混合到液体之中，过程快速平稳有效。
Description
技术领域
本发明涉及的是微化工领域，具体涉及一种实现加强气液混合作用的微通道结构。
背景技术
微化学工程与技术是当前化工行业科技创新的热点和重点之一，将开启高效精细的化工新时代。微通道，就是当量直径在10-1000μm的反应通道，微通道反应技术作为化工过程强化的重要手段之一，兼具过程强化和小型化的优势，并具有优异的传热传质性能和安全性，过程易于控制、直接放大等特点，可显著提高过程的安全性、生产效率，快速推进实验室成果的实用化进程。与常规反应器相比，微通道反应器在传质传热、流体流动、热稳定性等方面具有优异的性能，被认为是21世纪化工产业的革命性技术。
目前的气液混合多采用喷嘴结构形式，使用超高压液体雾或气液体混合之后再雾化。喷嘴雾化需要很高的压力驱动，实现液体超高压比较困难，所需成本较高，对有些场合不能够应用，另外高压液体对喷嘴孔的磨损很大，需要经常更换，且由于喷嘴磨损造成孔直径的变大，将会影响喷嘴的稳定性能。使用高速气体将液体带出实现喷雾，由于这一过程中需要大量气体，气液的比例难以控制和调整，液体比例较小，对使用需求有很大的限制。
在微通道内，通道截面积十分微小，使用喷嘴结构不能形成雾化效果，使用高速气体更是会发生冲料，液体被气体冲击、被分割成小段、被快速冲出通道，液体和气体无法有效地进行混合。
综上所述，本发明设计了一种实现加强气液混合作用的微通道结构。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种实现加强气液混合作用的微通道结构，实现在微通道内加强气液混合作用：将文丘里效应与气体膜孔分散结构相结合；不是使用高压液体，而是通过结构设计，在通道内形成低压，产生吸附作用，吸引气体主动混合到液体之中，过程快速平稳有效。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种实现加强气液混合作用的微通道结构，包括气体进料结构部分、液体进料结构部分和混合腔室结构部分；所述的气体进料结构部分包括气体主通道、气体扩展腔室和气体膜孔分散微通道,所述的液体进料结构部分包括液体主通道、液体收缩通道、液体扩大通道；所述的混合腔室结构包含混合通道；气体通过气体主通道进入气体扩展腔室，通过围绕在液体扩大通道外的一圈或多圈气体膜孔分散微通道，分散成微小的连续气泡流进入混合腔室；液体通过液体主通道进入液体收缩通道，在液体收缩通道内，液体压力增加、流速加快，流速控制在10-45m/s；高压高速液体流到液体扩大通道，快速地流入到混合通道内，在扩大通道出口处形成一个“真空”低压区，将从气体膜孔分散微通道出来的气泡吸入液体中，进行主动混合；液体收缩通道和扩大通道几何尺寸适合文丘里管系要求。
作为优选，所述的气体膜孔分散微通道的微孔直径尺寸在0.05-0.5mm，数量根据气体用量从数个到数百个。
作为优选，所述的液体收缩通道直径尺寸在0.2-1.5mm，长度取管径的2-10倍。
本发明的有益效果：本发明实现在微通道内加强气液混合作用：将文丘里效应与气体膜孔分散结构相结合；不是使用高压液体，而是通过结构设计，在通道内形成低压，产生吸附作用，吸引气体主动混合到液体之中，过程快速平稳有效。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明的立体剖视图；
图2为本发明的平面剖视图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参照图1-2，本具体实施方式采用以下技术方案：一种实现加强气液混合作用的微通道结构，包括气体进料结构部分、液体进料结构部分和混合腔室结构部分；所述的气体进料结构部分包括气体主通道101、气体扩展腔室102和气体膜孔分散微通道103,所述的液体进料结构部分包括液体主通道201、液体收缩通道202、液体扩大通道203；所述的混合腔室结构包含混合通道301；气体主通道101通过气体扩展腔室102与气体膜孔分散微通道103相连，液体主通道201通过液体收缩通道202与液体扩大通道203相连，气体膜孔分散微通道103与液体扩大通道203均连接至混合通道301。
所述的液体扩大通道203外设置有一圈或多圈气体膜孔分散微通道103。
本具体实施方式的工作原理：气体通过气体主通道101进入气体扩展腔室102，通过围绕在液体扩大通道203外的一圈或多圈气体膜孔分散微通道103，微孔直径尺寸在0.05-0.5mm，数量根据气体用量从数个到数百个，分散成微小的连续气泡流进入混合腔室301；液体通过主通道201进入液体收缩通道202，收缩通道直径尺寸在0.2-1.5mm，长度取管径的2-10倍；在收缩通道内，液体压力增加、流速加快，流速控制在10-45m/s；高压高速液体流到液体扩大通道203，快速地流入到混合通道301内，在扩大通道出口处形成一个“真空”低压区，将从气体膜孔分散微通道103出来的气泡吸入液体中，进行主动混合；液体收缩通道和扩大通道几何尺寸适合文丘里管系要求。
本具体实施方式涉及微通道反应器的设计、制造和使用，实现在微通道内加强气液混合作用：将文丘里效应与气体膜孔分散结构相结合；不是使用高压液体，而是通过结构设计，在通道内形成低压，产生吸附作用，吸引气体主动混合到液体之中，过程快速平稳有效。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种实现加强气液混合作用的微通道结构，其特征在于，包括气体进料结构部分、液体进料结构部分和混合腔室结构部分；所述的气体进料结构部分包括气体主通道(101)、气体扩展腔室(102)和气体膜孔分散微通道(103),所述的液体进料结构部分包括液体主通道(201)、液体收缩通道(202)、液体扩大通道(203)；所述的混合腔室结构包含混合通道(301)；气体通过气体主通道(101)进入气体扩展腔室(102)，通过围绕在液体扩大通道(203)外的一圈或多圈气体膜孔分散微通道(103)，分散成微小的连续气泡流进入混合腔室(301)；液体通过液体主通道(201)进入液体收缩通道(202)，在液体收缩通道(202)内，液体压力增加、流速加快，流速控制在10-45m/s；高压高速液体流到液体扩大通道(203)，快速地流入到混合通道(301)内，在扩大通道出口处形成一个“真空”低压区，将从气体膜孔分散微通道(103)出来的气泡吸入液体中，进行主动混合；液体收缩通道和扩大通道几何尺寸适合文丘里管系要求。
2.根据权利要求1所述的一种实现加强气液混合作用的微通道结构，其特征在于，所述的气体膜孔分散微通道(103)的微孔直径尺寸在0.05-0.5mm，数量根据气体用量从数个到数百个。
3.根据权利要求1所述的一种实现加强气液混合作用的微通道结构，其特征在于，所述的液体收缩通道(202)直径尺寸在0.2-1.5mm，长度取管径的2-10倍。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910160030.1A CN109718730A (zh) | 2019-03-04 | 2019-03-04 | 一种实现加强气液混合作用的微通道结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910160030.1A CN109718730A (zh) | 2019-03-04 | 2019-03-04 | 一种实现加强气液混合作用的微通道结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109718730A true CN109718730A (zh) | 2019-05-07 |
Family
ID=66300857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910160030.1A Pending CN109718730A (zh) | 2019-03-04 | 2019-03-04 | 一种实现加强气液混合作用的微通道结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109718730A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112426984A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-03-02 | 台州智子科技有限公司 | 一种具有竹节状微结构的微反应器 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1423576A (zh) * | 2000-04-12 | 2003-06-11 | 普雷米尔废水处理国际公司 | 差动喷射器 |
| US20060073080A1 (en) * | 2004-10-01 | 2006-04-06 | Tonkovich Anna L | Multiphase mixing process using microchannel process technology |
| US20080196778A1 (en) * | 2004-07-19 | 2008-08-21 | Charles Baroud | Microfluidic Circuit Having an Active Component |
| CN101251024A (zh) * | 2008-04-08 | 2008-08-27 | 中国矿业大学 | 一种煤矿除尘用泡沫发生装置 |
| JP2009000592A (ja) * | 2007-06-19 | 2009-01-08 | Hitachi Ltd | 反応器および反応システム |
| US20120222744A1 (en) * | 2009-07-28 | 2012-09-06 | Technische Universitat Munchen | Cavitation reactor |
| CN205850620U (zh) * | 2016-08-15 | 2017-01-04 | 中石化炼化工程（集团）股份有限公司 | 微气泡发生器 |
| KR20180007711A (ko) * | 2016-07-13 | 2018-01-24 | 중앙대학교 산학협력단 | 나노버블이 함유된 고효율 혼합연료 제조장치 및 나노버블이 함유된 고효율 혼합연료 제조방법 |
| CN209646476U (zh) * | 2019-03-04 | 2019-11-19 | 昆山复希工程技术有限公司 | 一种实现加强气液混合作用的微通道结构 |
-
2019
- 2019-03-04 CN CN201910160030.1A patent/CN109718730A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1423576A (zh) * | 2000-04-12 | 2003-06-11 | 普雷米尔废水处理国际公司 | 差动喷射器 |
| US20080196778A1 (en) * | 2004-07-19 | 2008-08-21 | Charles Baroud | Microfluidic Circuit Having an Active Component |
| US20060073080A1 (en) * | 2004-10-01 | 2006-04-06 | Tonkovich Anna L | Multiphase mixing process using microchannel process technology |
| CN101084061A (zh) * | 2004-10-01 | 2007-12-05 | 万罗赛斯公司 | 使用微通道工艺技术的多相混合方法 |
| JP2009000592A (ja) * | 2007-06-19 | 2009-01-08 | Hitachi Ltd | 反応器および反応システム |
| CN101251024A (zh) * | 2008-04-08 | 2008-08-27 | 中国矿业大学 | 一种煤矿除尘用泡沫发生装置 |
| US20120222744A1 (en) * | 2009-07-28 | 2012-09-06 | Technische Universitat Munchen | Cavitation reactor |
| KR20180007711A (ko) * | 2016-07-13 | 2018-01-24 | 중앙대학교 산학협력단 | 나노버블이 함유된 고효율 혼합연료 제조장치 및 나노버블이 함유된 고효율 혼합연료 제조방법 |
| CN205850620U (zh) * | 2016-08-15 | 2017-01-04 | 中石化炼化工程（集团）股份有限公司 | 微气泡发生器 |
| CN209646476U (zh) * | 2019-03-04 | 2019-11-19 | 昆山复希工程技术有限公司 | 一种实现加强气液混合作用的微通道结构 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112426984A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-03-02 | 台州智子科技有限公司 | 一种具有竹节状微结构的微反应器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8746965B2 (en) | Method of dynamic mixing of fluids | |
| WO2020134068A1 (zh) | 一种气液两相流雾化喷嘴及其设计方法 | |
| CN103769324B (zh) | 内混式两相流喷嘴 | |
| JP2011224571A (ja) | ベンチュリ装置 | |
| CN1460824A (zh) | 用于蒸汽压缩致冷系统的喷射器型减压器 | |
| CN110605036B (zh) | 一种可非等动量受限射流撞击混合的方法 | |
| CN209646476U (zh) | 一种实现加强气液混合作用的微通道结构 | |
| CN107442017A (zh) | 具有优化流体混合的微混合器 | |
| CN111203123A (zh) | 气液静态混合器及气液混合系统 | |
| US9144774B2 (en) | Fluid mixer with internal vortex | |
| CN109718730A (zh) | 一种实现加强气液混合作用的微通道结构 | |
| CN110652949A (zh) | 一种微反应器 | |
| CN102635578A (zh) | 一种具有抽吸二次流体的多级波瓣喷管引射器 | |
| Lin et al. | Dynamics of bubble formation in highly viscous liquid in co-flowing microfluidic device | |
| JP2011147932A (ja) | 流体混合器 | |
| CN105772129A (zh) | 集成微流控设备及制备微液滴的方法 | |
| CN106582339A (zh) | 微细气泡产生机构 | |
| US11014054B2 (en) | Fluid-gas mixer | |
| CN111229069A (zh) | 一种高效的液滴生成装置 | |
| CN115228313B (zh) | 一种气体混合装置 | |
| US20080267006A1 (en) | Device for Mixing Fluids | |
| US6783334B2 (en) | Hydraulic pump reservoir having deaeration diffuser | |
| CN206793438U (zh) | 一种螺旋贯穿孔微细气泡产生装置 | |
| CN210787310U (zh) | 一种用于改善气液混合的锥形膜孔微通道结构 | |
| CN104132338B (zh) | 燃油喷嘴和燃烧装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |