箱式混合澄清萃取槽流場數(shù)值模擬研究.pdf

1、箱式混合澄清萃取槽是萃取冶金中廣泛使用的重要設備。采用數(shù)值模擬方法研究槽內流體在不同攪拌條件下的流體力學行為、混合與分相等情況,對設備結構設計和工藝條件優(yōu)化具有重要的指導作用。
　　本研究采用Gambit軟件構建箱式混合澄清萃取槽幾何模型,基于Fluent仿真軟件,選用多相流模型、標準k?ε湍流模型,多參考系模型,一階迎風格式離散方法,對混合室的攪拌混合過程進行三維流場數(shù)值模擬;選用Eulerian多相流模型、Laminar(層流

2、)模型、一階迎風格式離散方法,對澄清室進行分相過程數(shù)值模擬。
　　在混合室模擬中,分別考察了不同槳型、不同攪拌速度等因素對混合室流場的影響;在澄清室模擬中,分別考察了混合相進料速度、分散程度等因素對分相效果的影響,此外還考察了重相入口高度對澄清室相界面高度的影響。分別輸出了混合室和澄清室不同截面上的速度矢量圖、相體積分數(shù)分布云圖、壓力云圖等。
　　在混合室接觸相比為1:1條件下,當攪拌速度達100rpm時,兩種槳型(渦輪槳與

3、平槳)均達到了較好的混合效果,混合室內各區(qū)域液液兩相的相體積分數(shù)基本相等;當采用渦輪槳時,兩進料管內液位下降程度大于平槳攪拌,表明渦輪攪拌抽力高于平槳攪拌。當攪拌速度提高至260rpm時,旋流增強,混合室內液面呈下凹拋物線狀,易造成液體飛濺。
　　在本研究設定的澄清室容積情況下,當混合相進料速度小于0.12m/s時,分相效果良好;隨著進料速度的增加,分相效果不斷下降,當混合相進料速度達0.2m/s時,基本無分相效果。
　　本