六斜葉式攪拌器流場(chǎng)數(shù)值模擬

1、鄭州大學(xué)ZhengzhouUniversityCae課程論文六斜葉式攪拌器流場(chǎng)數(shù)值模擬六斜葉式攪拌器流場(chǎng)數(shù)值模擬NumericalSimulationofShellsideFluidflowintheSixpitchedbladestirrer專業(yè)班級(jí)：過程裝備與控制工程3班作者姓名：郝苒杏作者學(xué)號(hào)：20090360310完成時(shí)間：2012年12月16日1六斜葉式攪拌器流場(chǎng)數(shù)值模擬六斜葉式攪拌器流場(chǎng)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(duì)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(chǎng)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(dòng)呈現(xiàn)為一個(gè)位于攪拌葉片外側(cè)的大漩渦和一個(gè)位于葉片下方的小漩渦，兩個(gè)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(dòng)能較大，能量耗散率高。將CFD技術(shù)應(yīng)用于攪拌器攪拌流場(chǎng)的分析，基于NaivesStokes方程和標(biāo)準(zhǔn)k－e紊流模型，求解攪拌器的湍流場(chǎng)，數(shù)值模擬的結(jié)果對(duì)攪拌器水力優(yōu)化設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)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(yīng)用最廣泛的

6、過程操作之一，攪拌設(shè)備也大量應(yīng)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(jiǎn)單、制造方便等優(yōu)點(diǎn)，使得攪拌設(shè)備既可以當(dāng)做反應(yīng)器應(yīng)用于很多場(chǎng)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(yīng)器的約占反應(yīng)器總數(shù)的85%一90%。同時(shí)也有大量的攪拌設(shè)備并不是僅用在化學(xué)反應(yīng)中應(yīng)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(yīng)的攪拌過程來防止進(jìn)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(shí)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(dòng)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(bǔ)給，攪拌操作可以使補(bǔ)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(dòng)和攪拌過程都能產(chǎn)生大量的熱，這些可以通過攪拌來強(qiáng)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(shí)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(yīng)用于攪拌器的攪拌流場(chǎng)分析，對(duì)以后的設(shè)計(jì)和分析具有指導(dǎo)性的意義。2、研究現(xiàn)狀、研究現(xiàn)狀流體混合問題實(shí)驗(yàn)研究方法始于