同轴反应流反应速率的唯象表征与影响规律研究
李瑜1
樊义辉1
卞平艳1
张海光2
曲海军1
王建平1
1.河南理工大学 机械与动力工程学院,河南 焦作 4540002.上海大学 工程训练国家级实验教学示范中心,上海 200444
摘要：目的 为了提高同轴反应流工艺的控制精度,探索反应速率的宏观唯象表征方法和影响规律,方法 通过紫脲酸铵对Ca2+进行示踪,在线观测海藻酸钙水凝胶中空纤维的交联成形过程,利用洗脱法对交联层边界的灰度阈值进行标定,从宏观唯象的角度定义同轴反应流的平均反应速率,通过在线监测提取的交联层厚数据,计算得到反应速率值,并通过试验研究海藻酸钠和氯化钙溶液的流量(定流率比)、质量分数、共流距离对交联层厚和平均反应速率的影响规律.结果 结果表明:对比在线图像识别和洗脱法实测所得中空纤维尺寸,两者误差仅1.09%,满足工程应用需求;增加反应物质量分数能提高平均反应速率,增加交联层厚,且氯化钙质量分数具有更好的调控性能;定流率比条件下,随着两溶液流速增加,中空纤维交联层厚减小而平均反应速率增大;随着反应流共流距离增加,交联层厚增加而平均反应速率逐渐减小.上述唯象平均反应速率受流体速度场和化学反应物质量分数的影响规律与经典反应速率是一致的,说明该唯象定义是有效的.结论 研究采用的同轴反应流在线监测方法、反应速率的唯象表征方法、材料工艺参数影响规律等有助于实现中空纤维结构尺寸、交联层厚和保留溶胶层厚的精确控制,有助于同轴反应流工艺的推广与应用.
关键词：同轴挤出反应流反应速率唯象表征精确控制
分类号：TQ03-39(一般性问题)
资助基金：国家自然科学基金(52275498)国家自然科学基金(52275419)河南省自然科学基金资助项目(222300420447)河南省高校基本科研业务费专项项目(NSFRF210341)河南理工大学博士基金资助项目(B2017-29)河南理工大学博士基金资助项目(B2013-025)河南理工大学青年骨干教师培养计划项目(2022XQG-07)
论文发表日期：2025-02-27
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 109-116 )
英文信息