帶攪拌的管式反應(yīng)器中流場的數(shù)值模擬.pdf

1、帶攪拌管式反應(yīng)器是化工冶金工業(yè)中的一種重要的反應(yīng)器。管內(nèi)的流場非常復(fù)雜，流動幾乎為湍流，主要成螺旋流的形狀。數(shù)值模擬是一種有效研究流體流動的方法，借助計算機(jī)可以計算復(fù)雜的流動場。鑒于旋流流動的湍流性，本文綜合討論了各種湍流模型的特點(diǎn)，并以柱坐標(biāo)系下三維時均Navier-Stokes方程為基礎(chǔ)，引入了湍流模型，同時簡要分析了旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系對湍流模型的影響。 ANSYSCFX是一款計算流體動力學(xué)商業(yè)軟件，其內(nèi)部程序具有豐富的物理模型，可

2、以進(jìn)行多種物理現(xiàn)象的數(shù)值計算，CFX有三個主要操作界面：CFX-Pre、CFX-Solver、CFX-Post。進(jìn)行數(shù)值計算的第一步是建立實體模型，本文使用三維實體造型軟件ANSYSWorkbench中的Modeldesigner建立流場區(qū)域。然后把幾何模型導(dǎo)入網(wǎng)格劃分模塊CFX-mesh中劃分網(wǎng)格，最后把劃分好網(wǎng)格的模型導(dǎo)入CFX-Pre進(jìn)行流場區(qū)域、邊界條件、求解控制參數(shù)等設(shè)置，用CFX-Solver求解器進(jìn)行計算，計算結(jié)果在CFX

3、-Post處理。 在CFX的后處理中，分析帶攪拌管式反應(yīng)器內(nèi)流體的速度及壓力分布，管內(nèi)流動伴隨有二次流的產(chǎn)生，說明反應(yīng)器在攪拌過程中起了很好的效果。對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行整理之后，說明了用CFX軟件進(jìn)行數(shù)值模擬的可行性，即實現(xiàn)用數(shù)值模擬的方法代替部分實驗的目的，也可以節(jié)約更多的時間和成本。 最后分析了對數(shù)值計算結(jié)果影響的主要因素，有邊界條件、湍流模型、網(wǎng)格技術(shù)、流場的幾何模型等。同時提出了一些改進(jìn)措施，對提高計算精度有一定幫助，