静态混合器通过巧妙设计的边界表面几何形状来控制流场。直到 20 世纪 80 年代，巧妙的设计都是基于物理洞察力和直觉，这些设计成为第一代静态混合器。他们取得了巨大的成功，刺激了大量的行业应用和学术研究，但并非所有这些都经受住了时间的考验。目前的大部分评论文章都是关于这些第一代静态混合器的。
第二代保留了第一代的概念设计，但改进了几何形状及其应用。计算流体动力学的出现使这种情况发生的速度比使用物理（相较于数值）实验可能实现的速度快得多。对于 Kenics 类型螺旋的具体示例：元素的最佳扭曲角度是多少，应该使用什么 Le/De 比率来实现这种扭曲，串联中下一个元件的偏移角应该是多少，以及一系列元件是否都具有相同的几何参数，或者它们是否应该随着位置的变化而变化顺序，其中一些问题已经得到解答。在给定现代 CFD 代码和计算机的情况下，所有答案都是可行的，至少对于单相层流中的特定应用是可行的。我们预计答案将在公开文献中和供应商提供的对客户询问的回复中出现。
第三代静止混合器将使用 CFD 来探索新的概念设计，特别是在某种意义上对于特定应用来说是最佳的设计。例如，考虑在某个固定长度的管中以层流形式向流体传热。假设可以在管内安装一个静止的插入件。为了最大限度地提高热传递，插入件应执行何种入口到出口转换，在管的横截面内完全混合不是正确的答案。已推测但未证明最佳转换是完全流动反演（Nauman，1979）。该证明大概可以使用函数优化来回答，但答案将引出这样一个问题，即在压降约束条件下，哪种特定的混合器几何形状最能接近最佳转换。一个更一般的问题从直径为 D 和长度为 L 的管开始，问在给定最大允许压降的情况下应该进行哪些内部改变以优化传热。类似的问题可以针对热均匀化或成分均匀化提出，例如：假设在制品库存和压降被限制在某个最大值。受制于这些限制，什么静态几何结构可以最小化（最大）条纹厚度。
计算机速度不断提高，内存容量也在增加。硬件已经或即将变得足够强大，可以模拟第三代设计的简单应用，如条纹厚度最小化和热传递。在不久的将来，软件的改进将提供CFD代码，能够以足够的精度处理传热和分子或涡流扩散，用于反应工程计算。从长远来看，这些代码将对多相流有用，这些改进将对静态混合器的设计和利用产生巨大影响，无论是作为独立设备，还是作为塔和床中的填料和流量分配器。
静态混合器的基本概念——即通过巧妙设计的边界表面几何形状来操纵流场——将找到超越传统上静态混合器相关的应用。例如，最近的设计通过近似 CSTR 的停留时间分布来促进轴向混合而不是径向混合（Nauman 等人，2002 年）。对于两相流，长期以来一直使用具有随机配置的纤维或颗粒的过滤器来促进聚结。更结构化的设计应该可以改进操作。这些和其他两相接触装置也将受益于使用具有有利的流体与表面相互作用的非金属或涂层元件。
总的来说，计算流体动力学已经成为了解静态混合器性能的重要工具，但仍需要提出正确的问题，并且需要实验来确认真正新颖的设计和应用，未来真正属于 CFD。目前的代码在数学公式和用户界面方面都很复杂。近几年来的趋势是有限元和有限体积代码，但如上所述，这些技术并不是特别适合于解决对流扩散问题。随着硬件变得更快，可能会回到有限差分代码，因为它们对于大量耦合的偏微分方程组具有固有的简单性，对于这些方程，物料和能量平衡收敛很重要。当然，也会有向大规模并行计算系统发展的趋势。
资料整理：https://www.chemdodgen.com
第二代保留了第一代的概念设计，但改进了几何形状及其应用。计算流体动力学的出现使这种情况发生的速度比使用物理（相较于数值）实验可能实现的速度快得多。对于 Kenics 类型螺旋的具体示例：元素的最佳扭曲角度是多少，应该使用什么 Le/De 比率来实现这种扭曲，串联中下一个元件的偏移角应该是多少，以及一系列元件是否都具有相同的几何参数，或者它们是否应该随着位置的变化而变化顺序，其中一些问题已经得到解答。在给定现代 CFD 代码和计算机的情况下，所有答案都是可行的，至少对于单相层流中的特定应用是可行的。我们预计答案将在公开文献中和供应商提供的对客户询问的回复中出现。
第三代静止混合器将使用 CFD 来探索新的概念设计，特别是在某种意义上对于特定应用来说是最佳的设计。例如，考虑在某个固定长度的管中以层流形式向流体传热。假设可以在管内安装一个静止的插入件。为了最大限度地提高热传递，插入件应执行何种入口到出口转换，在管的横截面内完全混合不是正确的答案。已推测但未证明最佳转换是完全流动反演（Nauman，1979）。该证明大概可以使用函数优化来回答，但答案将引出这样一个问题，即在压降约束条件下，哪种特定的混合器几何形状最能接近最佳转换。一个更一般的问题从直径为 D 和长度为 L 的管开始，问在给定最大允许压降的情况下应该进行哪些内部改变以优化传热。类似的问题可以针对热均匀化或成分均匀化提出，例如：假设在制品库存和压降被限制在某个最大值。受制于这些限制，什么静态几何结构可以最小化（最大）条纹厚度。
计算机速度不断提高，内存容量也在增加。硬件已经或即将变得足够强大，可以模拟第三代设计的简单应用，如条纹厚度最小化和热传递。在不久的将来，软件的改进将提供CFD代码，能够以足够的精度处理传热和分子或涡流扩散，用于反应工程计算。从长远来看，这些代码将对多相流有用，这些改进将对静态混合器的设计和利用产生巨大影响，无论是作为独立设备，还是作为塔和床中的填料和流量分配器。
静态混合器的基本概念——即通过巧妙设计的边界表面几何形状来操纵流场——将找到超越传统上静态混合器相关的应用。例如，最近的设计通过近似 CSTR 的停留时间分布来促进轴向混合而不是径向混合（Nauman 等人，2002 年）。对于两相流，长期以来一直使用具有随机配置的纤维或颗粒的过滤器来促进聚结。更结构化的设计应该可以改进操作。这些和其他两相接触装置也将受益于使用具有有利的流体与表面相互作用的非金属或涂层元件。
总的来说，计算流体动力学已经成为了解静态混合器性能的重要工具，但仍需要提出正确的问题，并且需要实验来确认真正新颖的设计和应用，未来真正属于 CFD。目前的代码在数学公式和用户界面方面都很复杂。近几年来的趋势是有限元和有限体积代码，但如上所述，这些技术并不是特别适合于解决对流扩散问题。随着硬件变得更快，可能会回到有限差分代码，因为它们对于大量耦合的偏微分方程组具有固有的简单性，对于这些方程，物料和能量平衡收敛很重要。当然，也会有向大规模并行计算系统发展的趋势。
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