攪拌槽內(nèi)部流場(chǎng)及固液懸浮特性的數(shù)值模擬分析.pdf

1、攪拌設(shè)備因具有操作靈活、混合效果好、相接觸面積大和適用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)而廣泛用在機(jī)械、化工等過(guò)程工業(yè)中，是應(yīng)用最廣泛的化工單元操作之一。其中，攪拌槽內(nèi)部流場(chǎng)和固液懸浮特性的研究，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)有重要意義，因此是國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)內(nèi)容之一。近幾年來(lái)，攪拌反應(yīng)器的規(guī)模逐漸變大，相與相之間混合不均勻的問(wèn)題也越來(lái)越明顯，并且當(dāng)前機(jī)械過(guò)程逐漸轉(zhuǎn)向“綠色”、節(jié)能方向，越來(lái)越看重產(chǎn)品回收率和產(chǎn)品質(zhì)量，因此合理設(shè)計(jì)和選擇攪拌設(shè)備就顯得特別重要。但如今對(duì)攪拌設(shè)備

2、的選擇和設(shè)計(jì)仍然是主要依賴(lài)于小規(guī)模實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及半理論和半經(jīng)驗(yàn)的方法，由于技術(shù)和條件的限制在設(shè)計(jì)中并不能清晰的了解攪拌槽內(nèi)部流場(chǎng)的詳細(xì)分布情況，而且對(duì)攪拌反應(yīng)器放大規(guī)律缺乏較深入的認(rèn)識(shí)，實(shí)驗(yàn)?zāi)M周期長(zhǎng)、偏差和花費(fèi)大。新的交叉學(xué)科計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)為解決上述問(wèn)題提供了新思路和新方法，其技術(shù)優(yōu)勢(shì)使得攪拌槽內(nèi)部流場(chǎng)及固液懸浮特性的數(shù)值模擬成為攪拌領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，但是攪拌槽內(nèi)部流場(chǎng)及固液懸浮特性的數(shù)值模擬還沒(méi)有形成較為完善的理論。
　　本

3、文以計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)為主要研究手段，采用多重參考系法和標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型對(duì)攪拌槽內(nèi)部流場(chǎng)及固液懸浮特性進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究分析了攪拌轉(zhuǎn)速、槳離底間隙、固體顆粒濃度等因素對(duì)流場(chǎng)分布、固體顆粒濃度分布、臨界懸浮轉(zhuǎn)速和功率消耗的影響。研究結(jié)果表明，槳葉離底間隙對(duì)攪拌槽內(nèi)流場(chǎng)及固液懸浮狀態(tài)影響很大，低離底間隙有利于槽內(nèi)固體顆粒的懸浮，但是當(dāng)離底間隙過(guò)低時(shí)，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(zhuǎn)速能夠改善攪拌效果，但是考慮