Hoper3D Gyroid 是业内首款采用 TPMS（三周期极小曲面）片状结构的增材制造静态混合器，专为湍流工况设计。区别于传统波纹板混合器（Sulzer SMV™），Gyroid 利用 3D 打印的自由曲面能力，在管截面内构建三维连通弯曲流道，使流体经历连续曲率偏转和收缩扩张，实现远超二维波纹板的混合效率。
核心技术：三周期极小曲面（TPMS）- Gyroid 片状网络
Gyroid 的数学定义：sin(x)cos(y) + sin(y)cos(z) + sin(z)cos(x) = t。取两个等值面 +t 与 -t 之间的壳体作为固体壁面。流体在片间的三维连通弯曲流道中穿行，经历连续曲率偏转（混沌对流）+ 周期性收缩扩张（拉伸流动）+ 壁面-核心流体交换，三种机制协同作用。
与 SMV 波纹板仅在板交叉处产生离散混合不同，Gyroid 在每个空间点都产生连续曲率偏转，流线经历真正的三维混沌对流（3D chaotic advection）。
技术参数
| 参数 | 符号 | 范围 | 推荐值 |
|---|---|---|---|
| Gyroid 偏移量 | t | 0.15~0.35 | 0.25 |
| 片壁厚 | w | 0.2~0.6mm | 0.40mm |
| 轴向周期数 | N_cycle | 1.5~3.5 | 2.0 |
| 周期长度 | λ_cycle | 0.3~0.8D | 0.5D |
| 元件长径比 | L/D | 0.8~1.8 | 1.0 |
| 孔隙率 | ε | 78%~92% | 85% |
标准产品矩阵
| 型号 | DN(mm) | OD(mm) | L(mm) | L/D | t值 | 壁厚(mm) | 孔隙率 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Gyroid-015-L10 | 15 | 22 | 15 | 1.0 | 0.25 | 0.35 | 85% |
| Gyroid-025-L10 | 25 | 34 | 25 | 1.0 | 0.25 | 0.35 | 85% |
| Gyroid-050-L08 | 50 | 60 | 40 | 0.8 | 0.25 | 0.40 | 85% |
| Gyroid-050-L15 | 50 | 60 | 75 | 1.5 | 0.20 | 0.40 | 90% |
| Gyroid-080-L10 | 80 | 89 | 80 | 1.0 | 0.25 | 0.45 | 85% |
| Gyroid-100-L10 | 100 | 114 | 100 | 1.0 | 0.25 | 0.50 | 85% |
| Gyroid-150-L08 | 150 | 168 | 120 | 0.8 | 0.20 | 0.55 | 90% |
材料选项
材料采用赫普菲乐研发的高性能聚合物材料，三级可选：
| 材料等级 | HDT@0.45MPa | 适用体系 |
|---|---|---|
| HT-240 | 238°C | 耐化学型，醇/酯/烷烃类，精密精馏 |
| ST-180 | 182°C | 通用型，醇/酯/酮/醚类 |
| EC-90 | 92°C | 水相/低温体系 |
性能数据（与 SMV 对比）
| 对比项 | Sulzer SMV | Hoper3D Gyroid | 提升幅度 |
|---|---|---|---|
| 出口 CoV | 5.2% | 2.8~3.6% | 30~46% |
| 混合长度 | 3.2 D | 1.8~2.4 D | 25~44% |
| 压降系数 | 2.0 | 1.6~1.9 | 5~20% |
| 死区比例 | 3~5% | <1% | 显著改进 |
| 有效面积利用率 | ~70% | ~98% | 三维全空间利用 |
产品优势
- 三维混沌混合：连续曲面偏转，混合路径长度增加 3~5 倍。
- 近乎零死区：全连通流道，无死角、无沉积。
- 近壁混合优异：曲率引导壁面流体转向中心，消除壁面浓度梯度。
- 紧凑：1.8~2.4D 即达 CoV<5%，安装长度较涡流式缩短 50%+。
应用场景
推荐应用
- 水处理：pH调节、絮凝、脱盐加药
- 精细化工：温度/浓度均化、在线加药
- 石化：气液洗涤、吸收、萃取
- 食品饮料：糖浆稀释、饮料调配
- 制药：缓冲液混合、连续工艺
- 采样分析：在线代表性采样前均化
不推荐场景
- 高粘度层流（Re<500）— 建议选 GradX
- 含大颗粒/纤维悬浮液（颗粒>流道尺寸1/3）
- 极高压力（>100bar）— 需评估聚合物打印壁厚
- 需极窄停留时间分布 — 建议选 Fractal
定制与订购
DN 规格 DN10~DN300、t 值、壁厚、周期数、材料、连接方式（法兰/卡套/焊接/插入式 Wafer）、表面后处理均可定制。编码：Hoper3D-Gyroid-DN{管径}-L{L/D}-t{偏移量}-w{壁厚}。各型号提供 1 支免费样品（运费自理）。