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聚碳酸酯生产过程中会产生苯酚、水等副产物,必须及时将副产物脱除来保证缩聚反应的正向进行,小分子脱除的过程被称为脱挥。脱挥设备作为脱挥工艺的载体,选择合适的脱挥设备会加快脱挥效率,卧式圆盘反应器便是脱挥设备中典型的代表。本文以高粘卧式脱挥反应器的开发为背景,利用镂空圆盘桨研究了不同操作条件下反应器内功率特性、流动特性、成膜特性的变化规律。拟合了无因次化功率准数、液膜厚度关联式,提出了高粘卧式脱挥反应器的优化操作参数。同时使用Fluent建立了高粘卧式脱挥反应器的CFD模拟算法,研究了反应器内的成膜特性、剪切流场特性、界面流动特性,并得到了转速、粘度、液位对其影响规律。实验结果表明:(1)功率P随叶端线速度u、物料粘度μ、装料量f的增加而变大,拟合了功率准数无因次关系式。(2)圆盘转动过程符合抽出、压入模型;转速过高时,圆盘上液膜会破裂,存在最大成膜转速。(3)持液量随叶端线速度u、物料粘度μ的增加而变大;持液量随液位高度H的升高先增大后减小,最大持液量出现在中间液位。μ=860Pa·s时,最大持液量出现在f=0.296。(4)膜厚δ随叶端线速度u、物料粘度μ的增加而变大;膜厚δ在不同相位角随液位H的变化规律各不相同,θ=90°、135°、180°的最大膜厚均出现在H=120mm低液位。拟合了θ=0°、R=205mm位置处无因次化膜厚关系式。数值模拟结果表明:(5)轴向长度会影响反应器内的流场特性和成膜特性;SRF和SG两种模拟方法得到的结果差别不大,但SRF的计算速度更快,适合短时间计算多个条件;增设刮刀可以大幅度减小成膜厚度,加快脱挥速率。(6)圆盘压入区域液相回流速度最大,圆盘开窗加强了液相的轴向流动。(7)转速越小、粘度越大、液位越高成膜面积越大。液位是影响高粘体系成膜特性的最重要因素,转速是影响高粘体系表面更新速率的最重要因素。本文通过冷模实验为高粘卧式脱挥反应器的设计与优化提供了基础数据,同时构建了高粘卧式脱挥反应器内流体力学特性的CFD模型和算法,为工业高粘卧式脱挥反应器的数值模拟奠定了基础。本课题来源于纺织行业实际应用,具有明确的应用生产价值。