巴忠仁, 趙建濤, 聶 偉, 郝振華, 楊澤濤, 房倚天

噴嘴收縮角度對(duì)射流反應(yīng)器內(nèi)顆粒濃度分布及發(fā)展的影響

巴忠仁1, 2, 趙建濤1, 聶 偉1, 郝振華1, 楊澤濤3, 房倚天1

(1. 中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所 煤轉(zhuǎn)化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山西 太原 030001;2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué) 化學(xué)工程學(xué)院,北京 100049; 3. 北京航天發(fā)射技術(shù)研究所, 北京 100076)

為了強(qiáng)化氣固射流反應(yīng)器內(nèi)顆粒彌散和氣固混合性能，采用光纖探針對(duì)不同噴嘴收縮射流顆粒濃度分布規(guī)律及其發(fā)展特性進(jìn)行了研究；考察了射流速度和顆粒負(fù)載率對(duì)顆粒濃度分布、質(zhì)量、動(dòng)量和回流通量的影響。結(jié)果表明，噴嘴收縮效應(yīng)使顆粒向射流軸線匯聚形成局部濃相區(qū)，收縮角的增大使?jié)庀鄥^(qū)向噴嘴靠近?；亓骶砦捅诿嫘?yīng)的共同作用使顆粒濃度沿徑向呈“多段式”分布特征。顆粒在射流軸線的匯聚和邊壁區(qū)的富集降低了顆粒分布的均勻性。在射流近場(chǎng)，顆粒的質(zhì)量和動(dòng)量通量主要發(fā)生在射流剪切層；隨剪切層的發(fā)展其通量峰值向邊壁移動(dòng)，而近壁區(qū)的顆?；亓魇官|(zhì)量和動(dòng)量通量顯著增加。

氣固兩相射流；噴嘴結(jié)構(gòu)；顆粒濃度；顆粒通量

1 前 言

氣固射流反應(yīng)器因其良好的湍流和混合性能被廣泛用于化工、能源轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域，如粉煤氣化爐、燃燒爐、噴動(dòng)流化床、噴霧干燥機(jī)等[1-4]。射流反應(yīng)器內(nèi)氣固流動(dòng)和顆粒濃度分布特性與動(dòng)量、熱量和質(zhì)量傳遞、化學(xué)反應(yīng)速率、污染物的生成等因素緊密相關(guān)，同時(shí)也是射流反應(yīng)器設(shè)計(jì)和放大所必須的重要參數(shù)之一[5-6]。因此有必要掌握射流反應(yīng)器內(nèi)顆粒濃度軸徑向分布及其發(fā)展規(guī)律。

氣固兩相射流經(jīng)歷了由稀相射流到稠密射流、由自由射流到受限射流的研究階段。早期關(guān)于顆粒濃度的研究集中在低負(fù)載率(固氣質(zhì)量流量比=q,p/q,g，<1)和無(wú)反應(yīng)器器壁限制的自由射流，如Hayashi等[7](= 0.01～0.05)、Tsuji等[8](= 0.71～2)、Fan等[9-10](= 0.21～0.48)、Aísa等[11](= 0.3)考察了顆粒負(fù)載率、顆粒粒徑、射流速度等參數(shù)對(duì)氣固兩相射流顆粒濃度分布的影響。研究表明射流遠(yuǎn)場(chǎng)顆粒濃度分布具有相似性，符合高斯函數(shù)；顆粒負(fù)載率的增大使射流中心高濃度區(qū)上移，增大射流速度使顆粒傾向于聚集在射流中心。隨后，研究開(kāi)始關(guān)注射流反應(yīng)器內(nèi)顆粒濃度分布。如秦軍等[12](= 3.46)發(fā)現(xiàn)近壁回流區(qū)的卷吸作用使顆粒向壁面富集，并且大顆粒的富集現(xiàn)象更明顯。王輔臣等[13-14]以H2為示蹤氣體，分別考察了射流動(dòng)量比和旋流對(duì)氣化爐內(nèi)氣體濃度分布的影響，提出了射流充分發(fā)展區(qū)無(wú)量綱濃度徑向分布、無(wú)量綱最大濃度和中心混合分?jǐn)?shù)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式。周志軍等[15]以CO為示蹤氣體，研究了氣化噴嘴收縮角度(=60°和64°)對(duì)射流反應(yīng)器內(nèi)流場(chǎng)和濃度分布的影響。發(fā)現(xiàn)回流區(qū)和回流量隨收縮角增大而增大，收縮角對(duì)濃度影響較小。王輔臣等[13-14]和周志軍等[15]的研究方法局限于以氣體為示蹤，并未對(duì)氣固兩相射流進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。Lau和Nathan[16-17](= 0.4)研究了顆粒Stokes數(shù)對(duì)顆粒速度和濃度分布的影響。結(jié)果表明隨顆粒Stokes數(shù)的增大，射流出口顆粒濃度分布由“U”形轉(zhuǎn)變?yōu)椤癆”形，使顆粒濃度的軸線分布出現(xiàn)峰值。近期，顆粒負(fù)載量較大的稠密氣固射流得到廣泛關(guān)注。姚敏等[18](= 1.5～2.2)考察了旋流對(duì)稠密氣固射流顆粒濃度分布的影響。發(fā)現(xiàn)射流近場(chǎng)顆粒濃度呈雙峰形分布，而射流遠(yuǎn)場(chǎng)顆粒濃度分布比較均勻，只在近壁面區(qū)域出現(xiàn)顆粒富集；而旋流加速了軸線顆粒濃度衰減。許榮杰等[19]對(duì)不同煤粉通道旋轉(zhuǎn)角度和旋流葉片安裝角度的氣化噴嘴進(jìn)行了數(shù)值模擬。結(jié)果表明氣化爐內(nèi)速度場(chǎng)主要受旋流葉片安裝角度的影響，煤粉通道旋轉(zhuǎn)角對(duì)顆粒濃度影響更為顯著；在煤粉通道旋轉(zhuǎn)角為60o、旋流葉片安裝角為30o時(shí)，射流顆粒具有更好的彌散和氣固混合性能。

綜上所述，射流反應(yīng)器內(nèi)顆粒濃度分布的研究集中在射流速度、顆粒負(fù)載率、顆粒Stokes數(shù)等初始工況的影響；對(duì)于噴嘴結(jié)構(gòu)-尤其是噴嘴收縮角度對(duì)顆粒濃度分布及其發(fā)展特性的研究較少。因此，本研究在氣固兩相射流大型冷模實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，對(duì)不同噴嘴收縮角度的稠密氣固射流反應(yīng)器內(nèi)顆粒濃度分布及其發(fā)展特性進(jìn)行研究，可望為氣固射流反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、優(yōu)化及工業(yè)應(yīng)用提供理論支撐。

2 實(shí)驗(yàn)裝置及測(cè)量方法

2.1 實(shí)驗(yàn)裝置及流程

以石油焦加壓中試氣化爐為模型[1]，自主搭建了一套氣固兩相受限射流冷模實(shí)驗(yàn)裝置，如圖1所示。實(shí)驗(yàn)中，壓縮空氣先進(jìn)入儲(chǔ)氣罐，經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)計(jì)量后再攜帶固體顆粒垂直向下進(jìn)入噴嘴直管，直管內(nèi)徑i=50 mm，長(zhǎng)=880 mm。直管的末端連接收縮式噴嘴，定義收縮壁面形成的錐頂角為收縮角。噴嘴的出口直徑=25 mm恒定，通過(guò)改變噴嘴錐體高度，形成不同的噴嘴收縮角度=20°，40°，60°，80°。射流反應(yīng)器和噴嘴均采用有機(jī)玻璃加工而成，其中反應(yīng)器半徑=145 mm，高=1 030 mm。反應(yīng)器與噴嘴直徑比=11.6，為受限射流[20]。反應(yīng)器內(nèi)的顆粒在氣流的攜帶下進(jìn)入旋風(fēng)分離器，經(jīng)分離后進(jìn)入儲(chǔ)料罐，未被分離的少量顆粒由布袋捕集。

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置及噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖

1. computer 2. displacement controller 3. photoelectric conversion and amplification circuit module 4. displacement table 5. optical fiber probe 6. screw feeder 7. nozzle 8. jetting bed 9. air flowmeter 10. bag filter 11. cyclone separator 12. storage tank 13. surge tank 14. blower

選擇反光性能較好、密度與石油焦接近的硅膠顆粒為實(shí)驗(yàn)物料，顆粒密度p=1 024 kg×m-3，平均粒徑p=104 μm，堆密度b= 431 kg×m-3。實(shí)驗(yàn)前，對(duì)單位時(shí)間流出螺旋喂料器的顆粒進(jìn)行稱重，獲得電機(jī)轉(zhuǎn)速和顆粒質(zhì)量流量間的標(biāo)定關(guān)系。實(shí)驗(yàn)在常溫、加壓(= 0.02 MPa)下進(jìn)行，噴嘴出口的氣體射流速度分別為15.85、24.91、33.97 m×s-1。為降低顆粒摩擦產(chǎn)生的靜電影響，物料中添加了質(zhì)量分?jǐn)?shù)約1% 的抗靜電劑，詳細(xì)實(shí)驗(yàn)工況見(jiàn)表1。

表1 氣固兩相實(shí)驗(yàn)參數(shù)

2.2 測(cè)量方法

采用中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所開(kāi)發(fā)的PV4A和PC6M型光纖探針對(duì)顆粒速度和濃度分別進(jìn)行測(cè)量，原理可參考文獻(xiàn)[21-22]。參照Z(yǔ)hang等[23]的標(biāo)定方法，對(duì)濃度光纖探針的輸出電壓-顆粒濃度進(jìn)行標(biāo)定實(shí)驗(yàn)。為提高測(cè)量精度并與射流反應(yīng)器內(nèi)實(shí)際顆粒濃度相接近，標(biāo)定最大顆粒濃度為0.1。Zhang等[23]和Matsuno等[24]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)顆粒濃度較小時(shí)，電壓與顆粒濃度存在線性關(guān)系，因此對(duì)標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸獲得標(biāo)定方程：

=0.0743+52.7948p(1)

式中：為測(cè)量電壓；p為固含率。采用固含率來(lái)表示顆粒濃度，即顆粒在某一截面氣固兩相中所占的體積分?jǐn)?shù)。

速度和濃度光纖探針的采樣頻率分別為100 kHz和1 kHz，采樣時(shí)間為15 s，連續(xù)測(cè)量3次，每次20組，測(cè)量相對(duì)平均偏差小于5%。實(shí)驗(yàn)中沿射流軸向共布置14個(gè)測(cè)量截面，距離噴嘴出口的無(wú)因次距離/分別為0，1.25，2，3.8，5，6.2，8，9.8，13.4，17，20.6，24.2，31.4，38.2。每個(gè)測(cè)量截面選取9個(gè)徑向測(cè)點(diǎn)，距射流軸線的無(wú)因次徑向距離/分別為0，0.07，0.14，0.28，0.41，0.55，0.69，0.83，0.96。

3 結(jié)果與討論

3.1 顆粒濃度的軸徑向分布

圖2為不同氣體射流速度下顆粒濃度的軸向分布?？梢钥吹剑厣淞鬏S線顆粒濃度先急劇增加后緩慢減小進(jìn)而趨于穩(wěn)定，在/= 1～8的射流近場(chǎng)形成明顯的濃度凸起，這是由于噴嘴收縮效應(yīng)使顆粒向射流軸線聚集，形成局部濃相區(qū)。當(dāng)/> 20，顆粒濃度基本保持恒定，說(shuō)明射流顆粒已完成擴(kuò)散。整體來(lái)看，顆粒濃度隨射流速度的增大而降低，說(shuō)明射流速度增大使顆粒徑向擴(kuò)散能力增強(qiáng)。此外，隨射流速度的增大，峰值濃度顯著降低，并且峰值濃度的軸向位置向下游移動(dòng)，這表明噴嘴收縮效應(yīng)隨射流速度的增大而減弱。分析不同收縮射流，發(fā)現(xiàn)噴嘴收縮效應(yīng)對(duì)/< 20的射流近場(chǎng)顆粒濃度影響較大，顆粒濃度隨噴嘴收縮角的增大而顯著增加。噴嘴收縮角增大，濃度峰值位置由/= 8上移至3.8，這是由于收縮角越大，噴嘴收縮效應(yīng)越強(qiáng)，產(chǎn)生的顆粒徑向速度分量增大，顆粒匯聚的軸向距離縮短。

圖2 不同射流速度的顆粒濃度沿射流軸線分布

圖3為不同軸向截面顆粒濃度徑向分布(g,e=24.91 m×s-1，q,p=115.2 kg×h-1)。發(fā)現(xiàn)射流反應(yīng)器內(nèi)顆粒濃度的徑向分布呈“多段式”分布特征，而非指數(shù)型分布，這與自由射流存在顯著差異[7-11]。在射流近場(chǎng)(/<8.2)，由于卷吸較弱，大量回流顆粒在反應(yīng)器穹頂部聚集，在/= 0.14～0.41的徑向區(qū)域形成局部高濃度區(qū)，導(dǎo)致顆粒濃度沿徑向呈“s”形分布，與文獻(xiàn)報(bào)道一致[18]。隨射流發(fā)展(/= 8.2～13.4)，局部高濃度區(qū)向邊壁移動(dòng)，同時(shí)壁面效應(yīng)使邊壁區(qū)顆粒濃度逐漸增加，顆粒濃度沿徑向演化為“e”形分布。在射流遠(yuǎn)場(chǎng)(/> 13.4)，射流中心顆粒濃度分布比較均勻，回流卷吸和壁面效應(yīng)的共同作用使顆粒在近壁區(qū)富集，在/≈ 0.8處顆粒濃度開(kāi)始激增，顆粒濃度呈現(xiàn)“中心低邊壁高”的環(huán)核分布，這與提升管徑向流動(dòng)結(jié)構(gòu)相似[25]。對(duì)于氣化爐而言，此分布特征有利于耐火磚掛渣和延長(zhǎng)使用壽命，但同時(shí)也會(huì)造成灰渣中殘?zhí)亢科遊26]。對(duì)比不同收縮射流，發(fā)現(xiàn)噴嘴收縮角增大，射流近場(chǎng)局部高濃度區(qū)逐漸消失，中心均勻區(qū)變寬，邊壁區(qū)顆粒富集現(xiàn)象加劇。這是由于收縮角的增大使射流近場(chǎng)卷吸能力增強(qiáng)，反應(yīng)器穹頂?shù)念w粒被重新卷吸進(jìn)射流流體，更多的顆粒在近壁區(qū)發(fā)生回流[15]。

圖3 不同軸向截面局部顆粒濃度的徑向分布

3.2 顆粒濃度分布的不均勻性

為了表征射流反應(yīng)器內(nèi)顆粒濃度分布的不均勻性，引入Zhu等[27]提出的徑向不均勻指數(shù)(radial non-uniformity index，RNI)。徑向不均勻指數(shù)RNI(p)為

圖4為不同工況下徑向不均勻指數(shù)的軸向分布。發(fā)現(xiàn)射流反應(yīng)器內(nèi)顆粒濃度分布十分不均勻，隨射流發(fā)展，RNI(p)分布出現(xiàn)2個(gè)峰值。在射流近場(chǎng)，顆粒向軸線的匯聚和反應(yīng)器頂部的局部高濃度區(qū)造成不均勻指數(shù)顯著增加，在/=3.8～6.2呈現(xiàn)第1個(gè)峰值。在射流遠(yuǎn)場(chǎng)，回流卷吸和壁面效應(yīng)導(dǎo)致顆粒濃度呈現(xiàn)“中心低邊壁高”的徑向分布特征，使不均勻指數(shù)在/≈20.6出現(xiàn)第2個(gè)峰值。但與顆粒循環(huán)量和表觀氣速相同的提升管和下行床反應(yīng)器相比[28]，射流反應(yīng)器RNI指數(shù)遠(yuǎn)低于前兩者，說(shuō)明射流反應(yīng)器在顆粒濃度分布均勻性具有顯著優(yōu)勢(shì)。如圖4所示，射流速度的增大使射流近場(chǎng)RNI(p)顯著降低，第1個(gè)峰值逐漸消失，這與圖3射流近場(chǎng)濃度徑向分布波動(dòng)減小的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。而射流遠(yuǎn)場(chǎng)RNI(p)略有增加，這是因?yàn)樯淞魉俣鹊脑黾邮股淞髦行臐舛染鶆騾^(qū)增大，邊壁顆粒富集區(qū)減小，濃度分布的相對(duì)均勻性降低。當(dāng)射流速度恒定，顆粒質(zhì)量流量的減小使顆粒濃度分布均勻性顯著提高。此外，對(duì)比不同工況下的徑向不均勻指數(shù)，發(fā)現(xiàn)收縮角的增大使射流充分發(fā)展區(qū)的RNI略有增大，這可能與收縮角增大，顆粒在近壁區(qū)的富集增強(qiáng)有關(guān)。

圖4 不同射流工況下徑向不均勻指數(shù)RNI(εp)的軸向分布

3.3 顆粒通量的軸徑向分布

顆粒通量是顆粒動(dòng)力學(xué)研究中一個(gè)重要參數(shù)，反映了顆粒速度和濃度對(duì)反應(yīng)器內(nèi)氣固兩相射流的共同作用[29]。根據(jù)測(cè)得的局部顆粒濃度和顆粒速度，可計(jì)算得到局部顆粒質(zhì)量通量p, l和局部顆粒動(dòng)量通量p, l：

圖5為g, e=24.91 m×s-1、q,p=115.2 kg×h-1工況下不同軸向位置局部顆粒質(zhì)量通量的徑向分布?？梢?jiàn)，各截面局部顆粒通量的徑向分布存在相似性：各截面正/負(fù)顆粒通量并存，沿徑向顆粒通量先增加后降低進(jìn)而趨于穩(wěn)定。射流中心由于顆粒濃度較小，局部顆粒通量較低；剪切層內(nèi)大尺度渦環(huán)對(duì)回流顆粒的卷吸作用，使局部顆粒通量顯著增加。隨射流剪切層的發(fā)展，顆粒通量峰值位置由/≈ 0.1移動(dòng)至0.3。在/< 20.6的回流區(qū)，各徑向位置顆粒通量的差別較小，呈現(xiàn)平緩均勻的徑向分布。隨射流的發(fā)展(/>20.6)，邊壁區(qū)的顆粒通量開(kāi)始反向激增，在/≈ 0.9達(dá)到最大回流通量。對(duì)比不同收縮射流，發(fā)現(xiàn)收縮角增大對(duì)射流區(qū)的顆粒通量影響較小，而使邊壁區(qū)的顆?；亓魍匡@著增加，與文獻(xiàn)報(bào)道一致[15]?？梢园l(fā)現(xiàn)，各截面局部顆粒通量的峰值位置與局部高濃度區(qū)一致，說(shuō)明局部顆粒通量受顆粒濃度的影響較為顯著。圖6為相同工況下不同軸向位置局部顆粒動(dòng)量通量的徑向分布?？梢钥吹剑w粒動(dòng)量通量徑向分布與質(zhì)量通量相似，僅在射流剪切層內(nèi)動(dòng)量通量激增，其余各徑向位置呈現(xiàn)平緩均勻的分布特征。隨剪切層的發(fā)展，動(dòng)量通量峰值位置由/≈ 0.1向邊壁區(qū)移動(dòng)，說(shuō)明顆粒動(dòng)量沿徑向傳遞，也反映了射流反應(yīng)器內(nèi)氣固兩相流的發(fā)展情況。在/>20.6的射流遠(yuǎn)場(chǎng)，顆粒動(dòng)量通量在/≈ 0.9有一個(gè)明顯的凸起，體現(xiàn)了顆粒沿壁面回流對(duì)動(dòng)量通量的貢獻(xiàn)。

圖5 不同軸向位置局部顆粒質(zhì)量通量的徑向分布

圖6 不同軸向位置顆粒動(dòng)量通量的徑向分布

將回流區(qū)的局部顆粒回流通量進(jìn)行積分，獲得各截面平均顆粒回流通量。圖7為g,e=24.91 m×s-1工況下顆?；亓髻|(zhì)量通量隨軸向距離的變化。隨著射流發(fā)展，顆?？偦亓髁侩S軸向距離呈先線性增加后緩慢減小的特點(diǎn)，在/≈ 20達(dá)到最大顆粒回流量，與文獻(xiàn)報(bào)道一致[2, 15]。以=20o、q,p=115.2 kg×h-1工況為例，最大顆?；亓髁繛樯淞髁康?5.62倍，大量的回流對(duì)氣化反應(yīng)和燃燒火焰的穩(wěn)定性十分有利。當(dāng)射流速度恒定，顆粒回流量隨顆粒質(zhì)量流量的增加而顯著提高。對(duì)比不同收縮射流，發(fā)現(xiàn)收縮角增大，顆?；亓髁糠植记€變陡，回流量增加。這是由于噴嘴收縮角的增大使射流速度提高，射流卷吸能力增強(qiáng)，更多的顆粒在氣流的攜帶下發(fā)生回流[15]。此外，顆粒質(zhì)量流量和噴嘴收縮角對(duì)最大回流量的軸向位置影響較小，這可能與實(shí)驗(yàn)工況下回流氣體未達(dá)到飽和夾帶量有關(guān)。

圖7 不同收縮射流顆?；亓髻|(zhì)量通量的軸向分布

4 結(jié) 論

對(duì)不同噴嘴收縮角度(=20o，40o，60o，80o)的射流反應(yīng)器內(nèi)顆粒濃度軸徑向分布規(guī)律及其發(fā)展特性進(jìn)行了研究，主要結(jié)論如下：

(1) 噴嘴收縮效應(yīng)使顆粒濃度沿軸向先增加后降低進(jìn)而趨于穩(wěn)定。收縮角的增大使/< 20范圍內(nèi)的顆粒濃度顯著提高，局部濃相區(qū)由/= 8上移至/= 3.8。

(2) 顆粒濃度沿徑向呈“多段式”分布特征：由射流近場(chǎng)(/< 8.2)的“s”形分布演化為過(guò)渡區(qū)(/= 8.2～13.4)的“ε”形分布；回流卷吸和壁面效應(yīng)的共同作用使射流遠(yuǎn)場(chǎng)(/> 13.4)的顆粒濃度呈“中心低邊壁高”的環(huán)核形分布。

(3) 顆粒在射流軸線的匯聚和邊壁區(qū)的富集降低了顆粒分布的均勻性，而噴嘴收縮角的增大加劇了充分發(fā)展區(qū)顆粒分布的不均勻性。

(4) 在/< 20.6，顆粒動(dòng)量和質(zhì)量通量主要集中在射流剪切層。隨剪切層的發(fā)展，通量峰值由射流中心向邊壁區(qū)移動(dòng)。在/> 20.6，邊壁區(qū)的顆?；亓魇够亓魍考ぴ?。隨收縮角和顆粒質(zhì)量流量的增大，顆?；亓髁吭黾樱?≈ 20達(dá)到最大回流量。

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Effects of nozzle contraction angle on particle concentration characteristics and flow development in a confined jet reactor

BA Zhong-ren1,2, ZHAO Jian-tao1, NIE Wei1, HAO Zhen-hua1, YANG Ze-tao3, FANG Yi-tian1

(1. State Key Laboratory of Coal Conversion, Institute of Coal Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Taiyuan 030001, China;2. School of Chemical Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China;3. Beijing Institute of Space Launch Technology, Beijing 100076, China)

In order to enhance particle dispersion and gas-particle mixing performances, the distribution and development characteristics of particle concentration were investigated within a jet reactor with different contraction angles. Effects of jet velocity and particle loading ratio on particle concentration distribution, mass flux, momentum and circulation were discussed. Due to the nozzle contraction effect, particles converged towards the jet axis and formed a local dense region. As the contraction angle increases, the local dense region moves towards upstream. The combing interactions of the recirculating entrainment and the wall effect resulted in a multi-staged distribution of particle concentration. The coalescence of particles in the jet axis and the accumulation of particles near the wall both decrease the uniformity distribution of particle concentration in the jet reactor. In the near field, particle mass and momentum fluxes mainly occur in the shear layer. The location of peak fluxes moves towards the wall with the shear layer development, and particle recirculation fluxes increase significantly near the wall.

gas-particle two-phase jet; nozzle configuration; particle concentration; particle flux

1003-9015(2022)06-0815-10

TQ545

A

10.3969/j.issn.1003-9015.2022.06.006

2021-09-13；

2021-12-10。

山西省科技重大專項(xiàng)(20201102006)；山西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(201903D121018)；國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2018YFC0808500)。

巴忠仁(1991-)，男，山東濱州人，中國(guó)科學(xué)院大學(xué)博士生。

趙建濤，E-mail：zhaojt@sxicc.ac.cn

巴忠仁, 趙建濤, 聶偉, 郝振華, 楊澤濤, 房倚天.噴嘴收縮角度對(duì)射流反應(yīng)器內(nèi)顆粒濃度分布及發(fā)展的影響 [J]. 高?；瘜W(xué)工程學(xué)報(bào), 2022, 36(6): 815-824.

：BA Zhong-ren, ZHAO Jian-tao, NIE Wei, HAO Zhen-hua, Yang Ze-tao, Fang Yi-tian. Effects of the nozzle contraction angle on particle concentration characteristics and flow development in a confined jet reactor [J]. Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities, 2022, 36(6): 815-824.