Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Seamless scale‐up of tube‐in‐tube millireactors by annular structure and feed method design: Micromixing, residence time distribution and heat transfer
AIChE Journal ( IF 3.5 ) Pub Date : 2024-12-06 , DOI: 10.1002/aic.18695 Hanyang Liu, Ning Yang, Junan Jiang, Zundong Xiao, Chenfeng Wang, Beili Lu, Rijie Wang, Lirong Tang
AIChE Journal ( IF 3.5 ) Pub Date : 2024-12-06 , DOI: 10.1002/aic.18695 Hanyang Liu, Ning Yang, Junan Jiang, Zundong Xiao, Chenfeng Wang, Beili Lu, Rijie Wang, Lirong Tang
Flow chemistry is widely valued for its enhanced transport properties and safety, but scaling up while maintaining the advantages of the microenvironment in small‐scale systems remains challenging. We addressed this by developing a novel tube‐in‐tube millireactor with a multi‐hole jet inlet and deflectors, designed to maintain consistent flow regimes and optimize micromixing, residence time distribution (RTD ), and heat transfer at various scales. The reactor increases flux by enlarging tube diameters and incorporating micro‐holes and deflectors, all while maintaining a constant annular space. This design, validated through both CFD modeling and experimental results, maintains consistent fluid flow and excellent transfer properties, achieving micromixing time below 2 ms at Re h > 2000, a plug‐flow‐like RTD profile, and a heat transfer capacity up to 12.4 times greater than conventional designs. This study presents a simple, scalable approach to millireactor design, combining “number‐up” and “size‐up” strategies, offering a cost‐effective solution for industrial applications.
中文翻译:
通过环形结构和进料方法设计实现管中管式微型反应器的无缝放大:微混合、停留时间分布和传热
流动化学因其增强的运输性能和安全性而广受重视,但在小规模系统中保持微环境优势的同时扩大规模仍然具有挑战性。我们通过开发一种具有多孔射流入口和导流板的新型管中管式微型反应器来解决这个问题,旨在保持一致的流态并优化各种规模的微混合、停留时间分布 (RTD) 和传热。反应器通过扩大管径并加入微孔和导流板来增加磁通量,同时保持恒定的环形空间。该设计通过 CFD 建模和实验结果验证,保持一致的流体流动和出色的传递特性,在 Reh > 2000 下实现低于 2 ms 的微混合时间、类似活塞流的 RTD 曲线,以及比传统设计高 12.4 倍的传热能力。本研究提出了一种简单、可扩展的毫反应器设计方法,结合了“增大”和“增大”策略,为工业应用提供了一种经济高效的解决方案。
更新日期:2024-12-06
中文翻译:
通过环形结构和进料方法设计实现管中管式微型反应器的无缝放大:微混合、停留时间分布和传热
流动化学因其增强的运输性能和安全性而广受重视,但在小规模系统中保持微环境优势的同时扩大规模仍然具有挑战性。我们通过开发一种具有多孔射流入口和导流板的新型管中管式微型反应器来解决这个问题,旨在保持一致的流态并优化各种规模的微混合、停留时间分布 (RTD) 和传热。反应器通过扩大管径并加入微孔和导流板来增加磁通量,同时保持恒定的环形空间。该设计通过 CFD 建模和实验结果验证,保持一致的流体流动和出色的传递特性,在 Reh > 2000 下实现低于 2 ms 的微混合时间、类似活塞流的 RTD 曲线,以及比传统设计高 12.4 倍的传热能力。本研究提出了一种简单、可扩展的毫反应器设计方法,结合了“增大”和“增大”策略,为工业应用提供了一种经济高效的解决方案。