工业物联网技术在搅拌反应器领域的应用.pdf

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 7 期工业物联网技术在搅拌反应器领域的应用王松松1，2，刘培乔1，陶长元1，2，王运东3，陈恩之4，苗迎彬4，赵风轩4，刘作华1，2（1 重庆大学化学与化工学院，重庆 401331；2 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室，重庆 400044；3 清华大学化学工程系，北京 100084；4 重庆华峰化工有限公司，重庆 408018）摘要：传统搅拌反应器运行模式匹配度较差，缺乏对搅拌装备的智能化诊断、控制和匹配能力监测。近年来，工业互联网的兴起引起了各个行业内巨大的研究兴趣，并取得了相对可喜的进展。本文首先概述了工业物联网兴起的背景及其特征优势，然后简述了搅拌反应器智能化需解决的关键技术难题，而后采用工业物联网技术，对表征搅拌反应器内部物料混合状态的时变信号进行数据智能化采集、分析和处理，并预测设备内部物料未来状态的变化趋势。结合流体混沌混合特性、宏观混合行为以及搅拌反应器结构参数和操作参数进行大数据分析，形成了智能监测与混沌同步体系，并建立搅拌反应器智能监测的操作平台，主要包括风险动态管控、在线监测预警和实时反馈控制三大功能模块。最后，总结了该搅拌反应器智能终端在化工领域存在的挑战，并且对未来发展方向及应用前景进行了展望。希望通过本文能吸引化工方面不同研究背景的学者进入这个多学科交叉领域，共同为推动节能减排、发展智能化工装备与安全做出一定贡献。关键词：搅拌反应器；智能；工业物联网；化工；装备中图分类号：TQ05 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2023）07-3331-09Application of industrial internet of things technology in stirred reactorWANG Songsong1，2，LIU Peiqiao1，TAO Changyuan1，2，WANG Yundong3，CHEN Enzhi4，MIAO Yingbin4，ZHAO Fengxuan4，LIU Zuohua1，2(1 College of Chemistry and Chemical Engineering,Chongqing University,Chongqing 401331,China;2 State Key Laboratory of Coal Mine Disaster Dynamics and Control,Chongqing 400044,China;3 Department of Chemical Engineering,Tsinghua University,Beijing 100084,China;4 Chongqing Huafeng Chemical Limited Company,Chongqing 408018,China)Abstract:The traditional stirred reactor operation mode is poorly matched,and there is a lack of intelligent diagnosis,control and matching capability monitoring of stirred equipment.In recent years,the rise of industrial internet has aroused great research interest within various industries,and relatively promising progress has been made.This paper first outlined the background of the rise of industrial internet of things(IIoT)and its characteristic advantages.Then,the key technical challenges to be solved for the intelligence of stirred reactors were briefly described.The industrial internet of things technology was used to intelligently collect,analyze and process the time-varying signals characterizing the mixing state of the material inside the stirred reactor,and to predict the trend of the future state of the material 特约评述DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-0189收稿日期：2023-02-14；修改稿日期：2023-05-16。基金项目：国家自然科学基金面上项目（22078030）；国家自然科学基金创新研究群体项目（52021004）；重庆市自然科学基金创新发展联合基金（CSTB 2022NSCQ-LZX0014）；国家重点研发计划（2022YFC3901204）；中央高校基本科研业务费（2022CDJQY-005）；煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室自主研究项目重点项目（2011DA105287-zd201902）。第一作者：王松松（1996），男，博士研究生，研究方向为先进化工装备、计算流体力学。E-mail：。通信作者：刘作华，教授，博士生导师，研究方向为先进化工装备、化工过程强化、资源高值化利用。E-mail：。引用本文：王松松,刘培乔,陶长元,等.工业物联网技术在搅拌反应器领域的应用J.化工进展,2023,42(7):3331-3339.Citation：WANG Songsong,LIU Peiqiao,TAO Changyuan,et al.Application of industrial internet of things technology in stirred reactorJ.Chemical Industry and Engineering Progress,2023,42(7):3331-化工进展，2023，42（7）inside the equipment.Combined with the fluid chaotic mixing characteristics,macroscopic mixing behavior,and big data analysis of stirred reactor structure parameters and operation parameters,an intelligent monitoring and chaos synchronization system was formed,and an operation platform for intelligent monitoring of the stirred reactor was established,which mainly included dynamic control of risk,online monitoring and early warning,and real-time feedback control.Finally,the challenges of this stirred reactor intelligent terminal in the chemical industry were summarized,and the future development direction and application prospects were prospected.It is hoped that this paper can attract scholars with different research backgrounds in chemical industry to enter this multidisciplinary crossover field and make some contributions to promote energy saving and emission reduction,and develop intelligent chemical equipment and safety together.Keywords:stirred reactor;intelligent;industrial internet of things(IIoT);chemical;equipment传统的化工、冶金等过程工业是制造业的基础，其经济效益在一定程度上影响着社会发展的速度。作为国家经济发展的支柱产业之一，化工产业亟待产业技术的更新换代。搅拌反应器流体混合是基本的化工操作单元，其未来趋势是发展高效节能的高端化、智能化搅拌反应器1-4。然而，由于流体混合性能与搅拌反应器的结构参数和操作参数密切相关，以及流场演化行为的复杂关联性和高度依赖性，传统搅拌反应器往往存在能耗高、效率低、调控难等问题。因此，开展基于工业互联网的高效、节能与智能搅拌反应器理论创新、技术研发与应用，将有助于推动节能减排、智能制造工作，促进相关产业向能源资源节约型、环境友好型和智能生产模式转变。由于搅拌反应器中的流体不断地与外界进行物质和能量的交换，并保持相对稳定的流场5-7，造成近95%的输入能量用来保持流体的旋转运动，流体内部传递的输入能量仅占5%左右8-16。搅拌反应器中的流体混沌混合是一种典型的非线性过程且远离平衡态，必然包含大量的非线性动力学机制，包括多尺度流场的形成、运移和演化以及具有时空混沌、跨尺度关联耦合特征的涡旋聚并与破裂等过程，导致反应系统的传递混合规律与反应过程的协同性不足。国内外学者们从搅拌系统的优化和设计方面进行了研究，提出了如同轴混合器17-19、行星混合器20-21、双轴混合器22-23等更先进的混合系统，以实现流体的高效混合。Pakzad等24-26系统研究了同心双轴搅拌槽内非牛顿流体的混合性能，并与传统的搅拌器进行了对比，研究表明在实现非牛顿流体的混合过程中，同心双轴混合器更为有益。Liu等27进行了高黏度流体搅拌实验，探究了由外锚式桨和不同内桨组成的同轴混合器的功耗，发现内叶轮对外叶轮的功耗有明显的影响，同向旋转模式的功耗优于反向旋转模式。Tanguy等28研究得出双偏心桨比单中心桨更容易破坏分离区，缩短混合时间。刘作华等29-32基于鱼鳍仿生原理，创造性地提出了刚柔组合桨，系统性地研究刚柔组合搅拌桨与刚性桨调控流场结构差异、混合澄清槽内流体宏观不稳定性、柔性桨与自浮颗粒协同作用行为规律、偏心空气射流强化搅拌槽内气液两相混沌混合行为等，研究结果表明，相比于传统的刚性桨，刚柔型组合桨其特殊的桨叶结构容易诱发流体的混沌行为，从而能够实现流体的高效混合。目前，学者们基于工业物联网的大数据分析技术已对车辆机械制造33、电网智能调控34、天然气管网35等领域进行了相应研究，结果表明了该技术的先进性且能够有效地解决相应行业在监测调控和生产调度等方面的痛点。然而，随着化工行业向高端化、绿色化、智能化方向转型36-38，当前搅拌装备在化工行业中（如锰矿浸出、磷矿浸出、湿电子化学品制备等）的应用过程中主要面临以下问题：搅拌反应器的混沌混合特性参数无法在线获取；搅拌反应器人机交互程度差、交互方式单一且效率低、报警信号监视效率不足；数字化程度不足，大量在线、离线数据无法实时保存，难以用于后续的分析和反向调控。因而，获取混合体系的混沌特性参数，并建立在线混沌智能调控的操作模式与反馈机制是研发大型化、高端化、智能化搅拌反应器亟需解决的科学问题。因此，综合提升化工过程设备的智能诊断、控制和匹配能力，更准确地预测设备未来状态的变化，通过与大数据-互联网相结合的方法，采集、分析和处理搅拌反应器的运行模式匹配和随时间变化的健康模式轨迹，具有重要 33322023年7月王松松等：工业物联网技术在搅拌反应器领域的应用的学术意义和潜在的经济价值，对于指导搅拌设备的大型化、高端化和智能化发展具有借鉴意义。1 工业物联网技术1.1 工业物联网的概念工 业 物 联 网（industrial internet of things technology,IIoT）是集智能化、高度连接化的工业组件网络，通过对设备或工艺流程进行实时监控、高效管理，从而实现高效率和降低运营成本39。工业物联网是物联网的一个分支，既需要确保整个工业流程的连续性，同时还要确保操作过程的稳定性。因此，工业物联网需要更准确、安全、可靠的通信和控制40。1.2 工业物联网的特征IIoT主要通过不同类型的传感器（如压力、温度、速度、扭矩传感器等），结合智能监控和数据处理及分析等工具和技术，从而在化工、机械制造、能源和航空等工业应用中实现最优的决策。IIoT主要具备四大典型特征：一是智能感知能力，能通过声、光、电、磁等不同类型的传感器，直接采集获取全工艺流程各个阶段的大量信息；二是互联互通能力，能够基于不同协议的专用网络和互联网，使工业设备或产品工艺流程中所涉及的不同阶段信息实时传递且共享；三是智能处理能力，利用云计算、神经网络等先进的智能算法，能够对所获取的数据进行分析和后处理，从而形成大数据库，挖掘数据背后的意义和价值；四是自我迭代能力，通过将采集的大量数据进行云计算和云存储后，能够形成关于某个行业背景下较完善的知识库、资源库，且经过后期的迭代和自我优化，有助于提升企业领导层的决策和控制能力，实现工业和具体行业的效率优化。1.3 工业物联网研究现状工业物联网技术整体一般分为四层：感知层、网络层、云服务层和应用层。当然，也有学者将其分解为三层，分别为感知层、网络层和应用层，在该种分类方法中将云服务层认定为网络层之一41。感知层，顾名思义其主要作用和功能是利用不同类型的传感器采集所监测设备的关键数据；网络层的功能主要是通过不同的网络协议对数据进行传输，将感知层所采集的数据上传至云服务器；云服务层则是云服务器的应用层，在云服务器对数据进行储存同时，兼顾计算和分析功能；应用层的功能则是直接通过电脑端软件或移动端APP形式，对采集、分析处理的信息进行显示，且方便人员操作42。IIoT的技术架构如图1所示。“工业互联网”最早是由美国提出，其概念是继承了德国所提出的“工业 4.0”，欧盟随后在2010年颁布了欧洲数字计划，以期通过研究和建立互联网智能基础设施，来实现发展物联网核心技术43。之后，国外学者们结合工业物联网针对不同的行业开展了相关研究，例如：Zhang等44在电力设备方面提出了一个基于工业物联网的开放生态系统，便于设备的维护和监控；Chaqfeh等45基于工业物联网和云服务技术，研发出一套车辆信息收集系统，为智慧城市和优化车辆运输系统提供了新的选项；Almada-Lobo46和Mukherjee47等将物联网、云计算、大数据等技术相结合，构建了智能化MES系统，促进企业向智能化转型升级；Zhou等48系统研究了工业物联网在开采地下煤矿中应用的可行性、潜力和挑战等。2015年，我国提出了中国制造2025，旨在提升传统制造业的智能化、高端化发展的整体水平。2018年5月，我国工业和信息化部印发工业互联网发展行动计划（20182020），再次提到了计划在2020年底实现“初步完成工业互联网基础设施和产业体系”的建设期望和目标49-51。随着我国近些年对相关工业技术的不断研究和创新，学者们基于工业物联网针对不同行业也开展了相关研究，例如：朱万浩等52结合工业物联网对造纸厂废图1IIoT 技术架构43 化工进展，2023，42（7）水处理系统进行了改造升级，能够远程监控造纸厂的废水排放；付重先等53研发了锦纶纤维的智能生产系统，能够显著降低企业用工成本，提高锦纶纤维的生产效率；吴福成54基于工业物联网开发了工程机械装配车间的MES系统，实现了上层业务和下层数据库之间的信息交互，解决了上下游信息不畅的问题。近年来，我国工业物联网的发展方向逐步由政府主导向市场应用需求主导发展和过渡55。随着现代工业的进步和发展，在实际的化工生产中，对于化工设备的异常检测和预警及时做出反应并通过智能终端提醒相关人员56，借助远程监控系统来代替一线工作人员的部分工作，对于解放劳动力，实现设备的自动化至关重要。搅拌反应器作为化工行业中不可或缺的重要装备之一，如何实现搅拌反应器的智能化、高端化发展，对生产数据、设备数据进行记录、分类并反馈，成为当前行业中亟需解决的重要课题之一。2 搅拌反应器智能化的关键技术点2.1 搅拌反应器内部流体的状态感知能力状态感知实际上就是采集搅拌反应器的数据，如搅拌反应器壁面的压力脉动、扭矩、物料温度等参数，而实现搅拌反应器的智能化关键技术点之一是将传感器所采集的信号参数，经大数据处理和分析，使其能够真实反映反应器内部流体的流动状态和物料反应情况。同时，可以结合CFD仿真模拟结果、PIV流场观测、图像处理等手段，分析搅拌流场能量分布与流体混合能效的相关性，进一步揭示流体的宏观运移演化行为，为建立基于互联网的搅拌反应器智能反馈的操作平台奠定研究基础。值得注意的是，传感器的精度、灵敏度等将直接决定流场内部信息的准确性。因此，在智能搅拌反应器的设计中传感器自身的感知响应能力需要重点考虑57。2.2 数据存储和监测处理能力在工业生产中，对应于不同用途的搅拌反应器所需要采集的参数数据也各不相同，其中包括压力、温度、速度、扭矩等多种参数，这些数据能够反映不同的流场信息，从而导致数据类型不统一、缺乏完整性。因此，在设计搅拌反应器智能化数据采集和存储系统时，需考虑上述问题，兼顾多元异构数据的融合性，避免后期在数据管理中会产生困难。因此，对历史数据的可视化和设备数据模型演化这两种关键应用技术作简单阐述。（1）历史数据的可视化技术 搅拌反应器的生产车间每天都会产生大量的生产制造数据，经过较长周期后会形成大量的历史数据。并且，在日常生产、管理过程中也会有查询历史数据的操作和需求，即历史数据的可视化。因此，在设计数据存储系统时，首先需要拥有大数据的存储空间，且为保护数据的安全，还应具备同步数据备份管理功能。（2）设备数据模型演化技术 搅拌反应器的智能化在实际应用过程中要通过实时反馈的数据操控搅拌转速、物料进出量等，利用PHM操作模块结合机器控制、信号传输与信息反馈等技术，保证数据在传输时不能产生过大的延迟，避免滞后操作，影响反应器内部物料的反应、混合等情况。因此，在设计智能搅拌反应器的数据系统时，提倡灵活运用模型演化技术58。3 基于工业物联网技术的搅拌反应器智能终端3.1 总体方案设计在实际的搅拌反应体系内，流场输运过程存在着物质流、能量流、信息流和混沌流的相互传递和耦联，可用最大Lyapunov指数、混沌吸引子等混沌特性参数进行描述。众所周知，当搅拌体系内的Lyapunov指数0，即表明系统处于混沌状态，且其数值越大，混沌程度越大。因此，利用大数据平台对搅拌器流体混合过程中的时变信号和故障信息源等数据进行采集，经过MATLAB中的小波分析和傅里叶变换对信号进行处理并进行大数据分析，同时监测转速、pH、温度等参数，挖掘搅拌反应器中所蕴含的混沌特性参数，在线监控搅拌反应器的运行状态，实现搅拌反应器的高效节能。利用混沌混合特性参数、流体时变信号、搅拌器操作参数和结构参数匹配模型的大数据分析方法相结合的技术路线，形成基于大数据的搅拌反应器流体时变信号采集及分析技术系统，最终建立搅拌反应器终端智能控制系统，实现搅拌反应器高效混合的智能控制，如图2所示。3.2 智能终端的功能应用对于化工企业来说，监测各种生产及反应装备的设备状态、告警状态、反应状态等信息，对于企业生产的安全性和设备的运行、维护至关重要。此外，企业对实时采集、处理、计算和存储关键数据的设备运行需求也日益提高。因此，开发一个能够 33342023年7月王松松等：工业物联网技术在搅拌反应器领域的应用实现具有搅拌设备运行状态监控、监测数据采集、数据处理及调控、历史数据可视化等多功能综合平台是非常必要的。当前的智能终端具备用户管理和设备管理的基本功能，同时能够实现数据的实时采集、分析和处理，并能够对历史数据进行保存以实现历史数据的可视化，便于用户对大量数据进行分析，发现设备运行过程中的问题所在，及时完善不足。3.2.1 用户管理为了便于企业内部的用户管理，结合企业基本的组织架构，本系统将用户类别分为三类：超级管理员、管理员以及普通用户。普通用户是使用本终端进行直接操控的用户；管理员对普通用户具有管理功能（新增、删除、启停功能）；超级管理员具有最高权限，能够任命普通用户与管理员，化工云平台登录界面如图3所示。3.2.2 设备注册对于中小企业，只需要配置智能监测终端，通过无线互联网就可以对产线上每台设备的运行时间和生产数量进行记录，并利用云端的中心服务器进行计算，能够实时获取产线中效率最低的设备，从而可以帮助决策层做出合理的产线调整决策，有利于提高产线的整体效率、改善企业的运营状态、降低运营成本。另外，企业用户还可以根据生产实际情况，对设备所处场景和详情进行自定义。3.2.3 设备实时采集与控制在平台运行过程中，需要对搅拌设备运行状态图2智能多轴搅拌及群体智能控制系统示意图图3用户登录界面 化工进展，2023，42（7）造成影响的常见数据，如搅拌转速、温度、压力、搅拌介质黏度等进行实时采集，同时必须对某些关键参数（扭矩脉动信号、壁面压力脉动信号等）进行高频采集和数据处理。另外，平台也需要能够区分搅拌设备实时的运行状态（正常、告警、故障、停止），从而提醒用户，及时作出判断。综合各方面的考虑，平台在实时监控方面分为四个部分。（1）公共环境参数 搅拌设备所处环境的温度、湿度等常见环境参数，实时展示在界面，便于用户多方面综合了解设备状态。平台环境监控界面如图4所示。（2）设备关键参数 提取搅拌设备的关键运行参数（如扭矩脉动信号、壁面压力脉动信号等）及常见数据，经过数据处理、计算后获得搅拌系统的混沌特性参数，能够实时展示在界面上，其他功能与常见监控相类似。（3）监控 本平台能够提供每个站点下所有搅拌设备的具体设备运行工况情况。（4）设备运行状态监控及控制 采用四种不同的颜色来区分设备当前的运行状态。设备正常运行工况下，状态点显示为绿色；设备若处于告警工况下，状态点显示为粉色，且产生告警气泡，提醒用户有报警行为发生，以便第一时间赶到设备现场及时处理；设备存在故障时，状态点显示为红色，同时告知故障事件；若设备处于停用空闲状态，状态点将显示为蓝色。基于上述的不同状态提示，用户可以远程监视和操控设备。3.2.4 历史数据统计与可视化基于设备运行状态的历史数据统计和可视化，用户可以通过设备历史数据推测设备当前的运行状态，以及搅拌设备内部物料的混合情况和混沌程度。设备的运行状态和维护保养间隔在很大程度上由报警数据和故障数据决定。因此，平台在对搅拌设备运行过程中的相关数据处理上分为以下两部分：第一部分，平台为所有设备提供告警、运行或停用、故障信息等列表，同时平台具备依据搅拌设备内部的运行状态和事件发生内容、时间的模糊搜索功能，以便企业用户能够迅速定位到告警信息；第二部分，平台为所有设备的运行状态提供了图表可视化，用户能够基于每周、每月甚至全年对各台设备的报警、故障情况进行统计，便于后续的数据分析，从而针对性地调节各个搅拌设备的操作条件和工艺流程。搅拌设备历史数据查询界面如图5所示。宏观不稳定性频率的特征曲线如图6所示。系统将控制化工场所的工控机实现数据的采集和分析，并将采样数据和分析结果返回到页面通过曲线显示。4 结语本文总结了工业物联网兴起的研究背景和现状，简述了当前搅拌装备在应用过程中所面临的人机交互程度差、交互方式单一且效率低、报警信号监视效率低、数字化程度不足等问题，并强调了搅拌反应器智能化所面临的关键技术问题。而后，采用工业物联网技术，研发了一套集数据在线采集、自动分析计算、远程监控的搅拌反应器流体时变信号采集与分析终端，并可以采用无线方式进行中试线动态监测（温度、扭矩、环境检测等），节省综合布线、装修成本，避免后期因线路损坏带来的线路运维成本。由于搅拌反应器内部复杂的反应过程和搅拌工况，智能终端的负反馈机制尚未完全解决。未来建议将化工设备与人工智能技术全面结合，提升搅拌设备运行状态分析、调度决策、事故分析、智能反图4平台环境监控界面 33362023年7月王松松等：工业物联网技术在搅拌反应器领域的应用馈调控等方面的数据处理和应用水平，以期实现装备轻量化、操作便捷化。未来有望将具有信息反馈和调控的智能化工搅拌反应器应用于精细化工、石油化工、煤化工等领域，强化反应-传质过程，调控物质的定向转化，提高生产效率，实现资源的绿色可持续发展；有望应用于锰、钒、钛、磷等化工领域，尤其是涉及锰、钒、钛、磷矿浸出过程和除杂过程，通过提取浸出液的离子浓度、pH等数据，进行数据监测和分析，进而反馈调控电机的启停和转速大小，实现高效浸出和除杂，提升产品品质，提高资源综合利用率。参考文献1 冯忠绪,赵利军.智能化搅拌设备J.长安大学学报(自然科学版),2004,24(6):77-79.FENG Zhongxu,ZHAO Lijun.Intelligent mixerJ.Journal of Chang an University(Natural Science Edition),2004,24(6):77-79.2 ALJAAFREH Ahmad.Agitation and mixing processes automation using current sensing and reinforcement learningJ.Journal of Food Engineering,2017,203:53-57.3 孙宏伟,张国俊.化学工程:从基础研究到工业应用J.中国科学:化学,2014,44(9):1375-1384.SUN Hongwei,ZHANG Guojun.Chemical engineering:From fundamental research to industrial applicationsJ.Scientia Sinica Chimica,2014,44(9):1375-1384.4 王辉.智慧产业M.北京:中信出版集团股份有限公司,2018.WANG Hui.Smart industryM.Beijing:Citic Publishing Group Co.Ltd.,2018.5 冯连芳,王嘉骏.石油化工设备设计选用手册:反应器M.北京:化学工业出版社,2010.FENG Lianfang,WANG Jiajun.Handbook of design and selection of petrochemical equipment:ReactorM.Beijing:Chemical Industry Press,2010.6 KELLEY Douglas H,OUELLETTE Nicholas T.Separating stretching from folding in fluid mixingJ.Nature Physics,2011,7(6):477-480.7 童秉纲,尹协远,朱克勤.涡运动理论M.2版.合肥:中国科学技术大学出版社,2009.TONG Binggang,YIN Xieyuan,ZHU Keqin.Vortex motion theoryM.2nd ed.Hefei:University of Science and Technology of China Press,2009.8 刘作华,王运东,陶长元.流体混沌混合及搅拌过程强化方法M.重庆:重庆大学出版社,2016.LIU Zuohua,WANG Yundong,TAO Changyuan.Strengthening method of fluid chaotic mixing and stirring processM.Chongqing:Chongqing University Press,2016.9 陈志平.搅拌与混合设备设计选用手册M.北京:化学工业出版社,2004.CHEN Zhiping.Manual for design and selection of mixing and mixing equipmentM.Beijing:Chemical Industry Press,2004.10 刘跃进,韩路长.气液搅拌釜-CT测量、成像与模拟M.北京:化学工业出版社,2014.LIU Yuejin,HAN Luchang.-CT measurement image and simulation for gas-liquid stir tanksM.Beijing:Chemical Industry Press,2014.11 李挺,贾卓泰,张庆华,等.几种单层桨搅拌槽内宏观混合特性的比较J.化工学报,2019,70(1):32-38.LI Ting,JIA Zhuotai,ZHANG Qinghua,et al.Comparison of macro-mixing characteristics of a stirred tank with different impellersJ.CIESC Journal,2019,70(1):32-38.12 刘作华,曾启琴,王运东,等.柔性桨强化高黏度流体混合的能效分析J.化工学报,2013,64(10):3620-3625.LIU Zuohua,ZENG Qiqin,WANG Yundong,et al.Energy efficiency analysis for high-viscosity fluid mixing enhanced by flexible impeller图5平台历史数据查询界面图6宏观不稳定性频率的特征曲线 化工进展，2023，42（7）J.CIESC Journal,2013,64(10):3620-3625.13 KARIYAMA Ibrahim Denka,ZHAI Xiaodong,WU Binxin.Influence of mixing on anaerobic digestion efficiency in stirred tank digesters:A reviewJ.Water Research,2018,143:503-517.14 GU Deyin,LIU Zuohua,XU Chuanlin,et al.Solid-liquid mixing performance in a stirred tank with a double punched rigid-flexible impeller coupled with a chaotic motorJ.Chemical Engineering and Processing:Process Intensification,2017,118:37-46.15 郭旭桓,张子木,赵秋月,等.自搅拌反应器内液相流动的数值模拟J.东北大学学报(自然科学版),2018,39(3):357-361,366.GUO Xuhuan,ZHANG Zimu,ZHAO Qiuyue,et al.Numerical simulation of liquid phase flow in a self-stirring reactorJ.Journal of Northeastern University(Natural Science),2018,39(3):357-361,366.16 张津津,高正明,蔡雅婷,等.多层组合桨搅拌槽内通气功率和传质性能研究J.北京化工大学学报(自然科学版),2015,42(5):41-46.ZHANG Jinjin,GAO Zhengming,CAI Yating,et al.Power consumption and mass transfer for various impeller combinations in a stirred tankJ.Journal of Beijing University of Chemical Technology(Natural Science Edition),2015,42(5):41-46.17 BAO Yuyun,LU Yu,LIANG Qianqin,et al.Power demand and mixing performance of coaxial mixers in a stirred tank with CMC solutionJ.Chinese Journal of Chemical Engineering,2015,23(4):623-632.18 PAKZAD Leila,EIN-MOZAFFARI Farhad,UPRETI Simant R,et al.A novel and energy-efficient coaxial mixer for agitation of non-Newtonian fluids possessing yield stressJ.Chemical Engineering Science,2013,101:642-654.19 RUDOLPH L,SCHFER M,ATIEMO-OBENG V,et al.Experimental and numerical analysis of power consumption for mixing of high viscosity fluids with a co-axial mixerJ.Chemical Engineering Research and Design,2007,85(5):568-575.20 AUGER Frederic,ANDR Christophe,BOUVIER Laurent,et al.Power requirement for mixing shear-thinning fluids with a planetary mixerJ.Chemical Engineering&Technology,2015,38(9):1543-1549.21 DELAPLACE Guillaume,BOUVIER Laurent,MOREAU Anne,et al.An arrangement of ideal reactors as a way to model homogenizing processes with a planetary mixerJ.AIChE Journal,2011,57(7):1678-1683.22 WANG Songsong,LI Hong,TAO Changyuan,et al.Study on cavern evolution and performance of three mixers in agitation of yield-pseudoplastic fluidsJ.Chinese Journal of Chemical Engineering,2023,55:111-122.23 YAO Hong,TANG Jinjing,LIU Zuohua,et al.Chaotic mixing intensification and flow field evolution mechanism in a stirred reactor using a dual-shaft eccentr