小尺度反应器内复杂反应流动的实验研究和数值模拟

项目以毫秒级快速液液混合、反应过程为研究背景，提出毫米级和微尺度传递和反应强化的小尺度反应器设计思想。通过先进的无干扰流场测试技术（LIF和MicroLIF）在微米尺度空间分辨率下精细研究毫米和微尺度流道内液液混合过程的流体力学和组分输运现象，揭示并流和以一定角度撞击的两股液体混合界面特殊的动态混合特性及其对过程条件和反应器结构的依赖关系；探讨离散相的存在（气泡、液滴或颗粒）对上述混合过程的扰动与强化；以快速竞争反应实验体系考察微观混合效果对反应选择性的影响。开发和建立基于Lattice-Boltzmann方法的小尺度流道内流体力学、混合和反应过程的理论模型，以实验结果验证数值模拟，形成快速液液混合、反应过程设计的定量预测和调控理论基础。利用上述研究基础，针对纳米颗粒制备过程，在小尺度反应器内通过微环境尺度高效的传热和传质控制实现一种纳米材料的连续可控制备。