攪拌槽內(nèi)固體顆?；旌系臄?shù)值模擬.pdf

1、顆粒作為生產(chǎn)原料或產(chǎn)品在化工、醫(yī)藥、冶金、礦石和材料等過程工業(yè)領域有著廣泛的應用。顆粒的混合通常是相關生產(chǎn)工藝中的重要單元操作。在顆粒的混合過程中，混合效果以及過程中的動力消耗則是關注的焦點。離散元(Discrete Element Method，DEM)作為一種可用于分析顆粒受力的數(shù)值方法，以顆粒的相互接觸為起點，通過契合顆粒接觸和碰撞等行為時的受力模型，計算顆粒隨時間變化的運動信息，成為研究顆粒在過程工業(yè)中的有效方法。
　　本

2、研究在直徑為0.284 m的標準橢圓封底的攪拌槽內(nèi)，對球形顆粒的混合行為進行了數(shù)值模擬。通過使用Hertz-Mindlin and Linear Spring模型對固體顆粒間作用力進行計算，計算得到粒徑范圍為4-5mm的顆粒和粒徑范圍為2-3mm的顆粒在不同的槳型組合、轉(zhuǎn)速和加料量下的顆?；旌线^程。在數(shù)值模擬的同時，采用相同物性及尺度分布的玻璃珠顆粒作為實驗原料，通過改變攪拌槳組合方式、物料裝填系數(shù)、轉(zhuǎn)速等條件探究固體顆粒攪拌功率的變化

3、規(guī)律和混合度的變化規(guī)律。
　　攪拌轉(zhuǎn)速在30rpm和60rpm時，各槳型組合的功率的模擬結(jié)果和實驗計算結(jié)果基本吻合。在對不同槳型的混合度進行模擬時，雙螺帶和內(nèi)外單螺帶的宏觀混合作用較強。同時，針對同一顆粒物系和同一槳型，從初始狀態(tài)到混合穩(wěn)定狀態(tài)的轉(zhuǎn)數(shù)一定。即10％的2-3mm顆粒含量下四種槳型從開始到穩(wěn)態(tài)經(jīng)歷的槳葉轉(zhuǎn)數(shù)分別是100轉(zhuǎn)（雙螺帶），170轉(zhuǎn)(Paravisc)，60轉(zhuǎn)（內(nèi)外單螺帶），190轉(zhuǎn)（Paravisc加三葉后掠

4、）。改變轉(zhuǎn)速對雙螺帶的宏觀混合影響較大，對其他三種槳型影響較小。在不同轉(zhuǎn)速下，2-3mm顆粒在徑向上的位置變化不大，其在r/R=0.25，0.45，0.65，0.85處的顆粒集合徑向位置維持在0-20mm，軸向位置主要與槳葉對顆粒的帶動作用有關，但大部分操作條件下，上述四個位置處的顆粒集合的軸向位置也會趨于200-250mm區(qū)域。
　　模擬結(jié)果顯示各個槳型在混合的各個階段時的混合程度與實驗結(jié)果基本吻合。同時，數(shù)值模擬不僅提供了功率