范智，白志山，徐艳，杨晓勇

（华东理工大学机械与动力工程学院，上海200237）

环隙式离心萃取器是一种高效的液-液萃取设备。它的结构简单、紧凑，集传质和分离于一体，有存留量小、停留时间短、适应的流比范围宽、达到传质平衡速度快、传质级效率高等优点，在化工、核能、石油、制药等领域有着重要的应用[1-4]。

近年来，随着环隙式离心萃取器在工程应用越来越广，许多学者对其展开了深入研究。Li等[5]用CFD计算流体动力学方法模拟了环隙式离心萃取器内气-液-液三相流动，采用Euler-Euler的多相流模型研究了不同操作条件下气-液-液三相的流动模拟。Patra等[6]通过k-ε模型模拟了转筒直径为15～375mm环隙式离心萃取器转速为20～175r/s时的单相流场，并与之前相关文献的实验对比，发现转筒内流动为强制湍流涡流，随着转筒转速的增加，能量耗散增加。Padial-Collins等[7]使用多相模拟方法模拟了环隙式离心萃取器液-液两相分离的过程，发现两相的混合黏度比每一相的混合黏度对分离效果的影响要大。

本文采用PIV流场测试技术，针对不同的转筒入口半径，对离心萃取器转筒内流场进行测试，分析其流场变化规律，为离心萃取器的进一步优化和设计提供一定的理论依据。

1 实验装置与PIV测试系统

如图1所示为离心萃取器转筒结构，底部中心位置设有入口，取距离底部11mm位置作为测试截面，具体模型参数见表1。

图1 离心萃取器转筒

表1 模型参数

图2 不同入口半径的转筒模型

本文讨论环隙式离心萃取器转筒入口半径对筒内流场的影响，可变参数为转筒入口半径，图2所示为入口半径R′分别为7mm、10mm和13mm的3组转筒模型。……