攪拌槽內部流場及固液懸浮特性的數(shù)值模擬分析.pdf

1、攪拌設備因具有操作靈活、混合效果好、相接觸面積大和適用性強的優(yōu)點而廣泛用在機械、化工等過程工業(yè)中，是應用最廣泛的化工單元操作之一。其中，攪拌槽內部流場和固液懸浮特性的研究，對工業(yè)生產有重要意義，因此是國內外學者研究的熱點內容之一。近幾年來，攪拌反應器的規(guī)模逐漸變大，相與相之間混合不均勻的問題也越來越明顯，并且當前機械過程逐漸轉向“綠色”、節(jié)能方向，越來越看重產品回收率和產品質量，因此合理設計和選擇攪拌設備就顯得特別重要。但如今對攪拌設備

2、的選擇和設計仍然是主要依賴于小規(guī)模實驗結果以及半理論和半經驗的方法，由于技術和條件的限制在設計中并不能清晰的了解攪拌槽內部流場的詳細分布情況，而且對攪拌反應器放大規(guī)律缺乏較深入的認識，實驗模擬周期長、偏差和花費大。新的交叉學科計算流體力學技術為解決上述問題提供了新思路和新方法，其技術優(yōu)勢使得攪拌槽內部流場及固液懸浮特性的數(shù)值模擬成為攪拌領域的研究熱點之一，但是攪拌槽內部流場及固液懸浮特性的數(shù)值模擬還沒有形成較為完善的理論。
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3、文以計算流體力學技術為主要研究手段，采用多重參考系法和標準k-ε湍流模型對攪拌槽內部流場及固液懸浮特性進行了數(shù)值模擬，研究分析了攪拌轉速、槳離底間隙、固體顆粒濃度等因素對流場分布、固體顆粒濃度分布、臨界懸浮轉速和功率消耗的影響。研究結果表明，槳葉離底間隙對攪拌槽內流場及固液懸浮狀態(tài)影響很大，低離底間隙有利于槽內固體顆粒的懸浮，但是當離底間隙過低時，功率消耗比較大，且槳葉離底間隙越低越容易出現(xiàn)清液層;增加攪拌轉速能夠改善攪拌效果，但是考慮