Хемоконвективное перемешивание реагирующих растворов в Y-образном проточном микроканале
Д.А. Брацун1, Р.Р. Сираев1, Е.А. Мошева1,2, А.В. Шмыров1,2, А.И. Мизев1,2
1Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Россия
dabracun@pstu.ru
2Институт механики сплошных сред УрО РАН, Пермь, Россия
mosheva@icmm.ru
Ключевые слова: проточные реакторы, неустойчивость, эффективность смешения, хемоконвекция
Страницы: 1005-1012
Аннотация
Проточные микрореакторы, разрабатываемые для малотоннажного производства фармацевтических субстанций, имеют небольшой объем и обеспечивают непрерывность получения продукта при условии смешения реагентов неинвазивными методами. В работе экспериментально и численно исследована эффективность использования механизмов естественной конвекции для перемешивания растворов в симметричном микрореакторе Y-типа. Зона смешения сконструирована так, чтобы раскрыть потенциал конвекции. Рассмотрены случаи как химически инертной системы, так и реагирующих растворов. Модельная реакция представлена быстро протекающей нейтрализацией кислоты основанием. Теоретическая модель включает трехмерное уравнение Навье-Стокса и уравнения переноса для реагентов, записанные с учетом нелинейной диффузии. Представлено сравнение данных экспериментов и численных результатов. Установлена зависимость длины эффективного смешения от вида неустойчивости и величины расхода растворов.
|
