六斜葉式攪拌器流場數(shù)值模擬

1、鄭州大學ZhengzhouUniversityCae課程論文六斜葉式攪拌器流場數(shù)值模擬六斜葉式攪拌器流場數(shù)值模擬NumericalSimulationofShellsideFluidflowintheSixpitchedbladestirrer專業(yè)班級：過程裝備與控制工程3班作者姓名：郝苒杏作者學號：20090360310完成時間：2012年12月16日1六斜葉式攪拌器流場數(shù)值模擬六斜葉式攪拌器流場數(shù)值模擬摘要摘要本文以常規(guī)六斜葉攪拌器

2、設(shè)備為研究對象，采用數(shù)值模擬的方法，研究了攪拌器攪拌釜內(nèi)的流場特性的分布規(guī)律。研究結(jié)果表明:六斜葉攪拌器內(nèi)流動呈現(xiàn)為一個位于攪拌葉片外側(cè)的大漩渦和一個位于葉片下方的小漩渦，兩個漩渦之間存在流體和能量的交換，在六斜葉攪拌器中，槳葉區(qū)湍動能較大，能量耗散率高。將CFD技術(shù)應用于攪拌器攪拌流場的分析，基于NaivesStokes方程和標準k－e紊流模型，求解攪拌器的湍流場，數(shù)值模擬的結(jié)果對攪拌器水力優(yōu)化設(shè)計具有指導意義。AbstractInt

3、hispapernumericalsimulationiseateriesouttostudytheflowfieldsinthreestirredtankssuchasthegeneralPitchedbladeturbines(PDT)，thestardRUSHTON，astirredequipmentwithspecialusage.Theresultsshowthatthereisalargescalevtexintheoute

4、rofthebladeasmallvtexbelowtheblade.Theructionstirredisvarylittleflowexchangebetweenthevtices.Theregionofthestirredbalehasarelativelargeturbulencehighturbulencedissipationrate.StirrerCFDtechnologyisappliedtotheanalysisoft

5、heflowfieldwhichisbasedontheNaivesStokesequationsthestardketurbulencemodeltosolveagitatturbulencefield.Thenumericalsimulationresultsoftheagitatishelpfultoguidethedesignofitshydraulicoptimization.1、背景與意義、背景與意義攪拌與混合是應用最廣泛的

6、過程操作之一，攪拌設(shè)備也大量應用于化工、輕工、醫(yī)藥、食品、造紙、冶金、生物、廢水處理等行業(yè)中。由于相際接觸面積大、傳熱傳質(zhì)效率高、操作穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單、制造方便等優(yōu)點，使得攪拌設(shè)備既可以當做反應器應用于很多場合，例如在合成橡膠，合成纖維和合成塑料這三大合成材料的生產(chǎn)中，攪拌設(shè)備作為反應器的約占反應器總數(shù)的85%一90%。同時也有大量的攪拌設(shè)備并不是僅用在化學反應中應用物料的混合、傳熱、傳質(zhì)以及制備乳液、懸浮液等。在很多化工過程中，例如水煤

7、漿和原油的輸送是煤化工，石油化的重要特征，這種高濃度的液體輸送前需要有相應的攪拌過程來防止進行前可能的沉淀。在發(fā)酵工業(yè)中，攪拌操作同樣占有非常重要的地位。發(fā)酵工業(yè)涉及到很多有氧呼吸的微生物，同時氧氣在發(fā)酵液中的溶解度一般都很低。為了保證微生物基本代謝活動所需要的氧氣，氧氣的迅速有效的供給尤為重要。有氧發(fā)酵過程中所涉及到的攪拌操作主要是氣液傳質(zhì)和分散。此外，(l)發(fā)酵過程中一般都伴隨有中間補給，攪拌操作可以使補給原料和基料迅速混合，避免了

8、局部的濃度過高。(2)微生物的代謝活動和攪拌過程都能產(chǎn)生大量的熱，這些可以通過攪拌來強化傳熱從而使攪拌釜內(nèi)的物料溫度保持均勻。(3)可以使發(fā)酵液中的菌體和固體基質(zhì)均勻的懸浮。在實現(xiàn)混合操作的過程中，轉(zhuǎn)輪的攪拌推流形式起著很重要的作用。不同的轉(zhuǎn)輪造成的攪拌推流效果差別很大，而不同的生產(chǎn)過程有不同的攪拌推流目的。本文將CFD軟件應用于攪拌器的攪拌流場分析，對以后的設(shè)計和分析具有指導性的意義。2、研究現(xiàn)狀、研究現(xiàn)狀流體混合問題實驗研究方法始于