超重力技術(shù),因其應(yīng)用范圍廣,自上個(gè)世紀(jì)以來(lái),作為一種促進(jìn)多相流動(dòng)和反應(yīng)過(guò)程的新技術(shù)而受到國(guó)內(nèi)外的關(guān)注,且與傳統(tǒng)設(shè)備相比,體積小、重量輕、耗能低、操作方便、易于維護(hù)、安全可靠、超重技術(shù)具有靈活性,具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性,在環(huán)境保護(hù),生物化學(xué)材料等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。這其中,超重力-固流化、超重力-固流化、超重-液傳質(zhì)等已成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。
利用多相流在超重力作用下的特殊流動(dòng)特性,提高其相對(duì)速度和相互接觸能力,是超重力工程技術(shù)的基本原理,從而有效地實(shí)現(xiàn)傳質(zhì)傳熱與化學(xué)反應(yīng)。獲得離心力場(chǎng)的方式主要是通過(guò)旋轉(zhuǎn)裝置整體或部件形成,多相流動(dòng)系統(tǒng)主要包括氣固系統(tǒng)和氣液系統(tǒng)。氣相經(jīng)氣體進(jìn)口管是由切向引入轉(zhuǎn)子外腔,通過(guò)空氣壓力從轉(zhuǎn)子外緣進(jìn)入填料。流體通過(guò)進(jìn)液管進(jìn)入轉(zhuǎn)子腔,通過(guò)噴頭向旋翼內(nèi)邊緣噴射。進(jìn)口液位將受到填料的作用,周向速度增大,離心力使轉(zhuǎn)子外緣產(chǎn)生離心力。該過(guò)程中,液體被填充物分散,破裂成巨大,表面積不斷更新,彎曲的通道加劇了液體表面的再生。從而形成良好的轉(zhuǎn)子傳質(zhì)和反應(yīng)條件。將液體拋入殼體集合,通過(guò)液體輸出管離開(kāi)超機(jī)械設(shè)備。煤氣自轉(zhuǎn)子中心離開(kāi)轉(zhuǎn)子,由出氣管經(jīng)出氣管引出,完成傳質(zhì)反應(yīng)過(guò)程。
我們所說(shuō)的超重力,是指物質(zhì)在遠(yuǎn)大于地球重力加速度(9.8m/s2)環(huán)境中所受的力。超重學(xué)是一門(mén)在超重力環(huán)境中研究物化變化的科學(xué),它是一門(mén)利用超重科學(xué)原理產(chǎn)生的應(yīng)用技術(shù)。對(duì)地球來(lái)說(shuō),獲得超重力環(huán)境的一個(gè)簡(jiǎn)單方法就是通過(guò)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力來(lái)模擬。這種機(jī)器叫超重機(jī),也叫旋轉(zhuǎn)填充床。在超重機(jī)上,氣相連續(xù)相氣-液逆流應(yīng)用于氣-液反流裝置,也稱(chēng)為反向充填床。其主要由一轉(zhuǎn)子、分液分離器和殼體組成。旋翼作為核心部件,主要作用是固定和帶動(dòng)填料旋轉(zhuǎn),以獲得良好的氣液接觸。超重儀的工作原理如下:通過(guò)進(jìn)氣管,超重機(jī)外腔引入超重腔,由氣體壓力從外部腔進(jìn)入到充填體。液流通過(guò)進(jìn)液管進(jìn)入轉(zhuǎn)子腔,由于旋流器中充填物的作用,周向速度增加,產(chǎn)生離心力,造成外邊緣離心力增大。該過(guò)程中,液體被填充物分散,破碎成大顆粒,不斷更新,彎曲通道進(jìn)一步加劇了界面的更新。高度分散、高度湍動(dòng)、強(qiáng)混合、快速更新界面,與氣體以較大相對(duì)速度反向接觸,可顯著強(qiáng)化傳質(zhì)過(guò)程。再注入到殼體內(nèi),經(jīng)過(guò)液體出口管離開(kāi)超重力機(jī),氣體自轉(zhuǎn)中心離開(kāi)轉(zhuǎn)子進(jìn)入氣體出氣管,完成整個(gè)傳質(zhì)過(guò)程。