新型臥式攪拌裝置特性研究與設(shè)計開發(fā).pdf

1、高粘度、高凝固點、強熱敏性物系的分離純化是當(dāng)前蒸餾過程中的難題。由于該類物系的分離需要塔釜溫度很高，且往往存在著流動性差、停留時間過長，易造成局部過熱而碳化或膨化等問題，使用常規(guī)的再沸器將造成分離收率降低，排出的廢渣多。本文旨在開發(fā)一種適用于高粘度、高凝固點、強熱敏性物料的新型帶自清潔功能的再沸器，并對該新型再沸器進行流體力學(xué)模擬研究，設(shè)計制造出了一臺樣機。
　　 采用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格技術(shù)及多重參考系法和滑移網(wǎng)格法對臥式單軸攪拌裝置

2、在不同轉(zhuǎn)速、不同槳翅數(shù)及不同物料下的流場特性、功率特性、停留時間特性和傳熱及溫度分布特性進行了模擬研究。結(jié)果表明當(dāng)槳翅多、轉(zhuǎn)速高、粘度大時，釜內(nèi)流體容易形成“圓柱狀回轉(zhuǎn)區(qū)”；討論了假塑性非牛頓流體的剪切稀變對流場的影響。另外，通過對各種條件下的攪拌功率進行模擬計算，得出滿釜條件下，功率準(zhǔn)數(shù)、雷諾數(shù)、翅數(shù)及攪拌槳級數(shù)滿足關(guān)聯(lián)式Np·Re=Ll(4.31+2.85m)·ksn1。通過Patch法在入口處加入示蹤劑，在出口處檢測示蹤劑濃度得到

3、了各種條件下的停留時間分布曲線，并對各種影響因素進行了討論，利用混合雷諾數(shù)與流動雷諾數(shù)的比值對當(dāng)量全混釜數(shù)進行了關(guān)聯(lián)得出：n=8.9(Rem/Ref)-0.46。針對臥式單軸攪拌裝置傳熱特性的研究獲得了在1.1＜Re＜20且30000＜Pr＜130000時，總的傳熱關(guān)聯(lián)式：Nu=5.92Re0.32pr0.33Vis0.15。
　　 應(yīng)用動網(wǎng)格技術(shù)計算分析了臥式雙軸攪拌裝置的流場特性、功率特性和傳熱特性，發(fā)現(xiàn)臥式雙軸結(jié)構(gòu)消除了槳

4、翅數(shù)較多時易在攪拌器附近產(chǎn)生的“圓柱狀回轉(zhuǎn)區(qū)”的問題。與單軸時小漩渦不同，在攪拌翅之間形成較大漩渦，促進了壁面處物料和內(nèi)部物料之間的傳熱和傳質(zhì)。臥式雙軸攪拌裝置中任意一軸的功率準(zhǔn)數(shù)以及總的功率準(zhǔn)數(shù)均近似滿足Np·Re Kp。針對臥式雙軸結(jié)構(gòu)，獲得了1.1＜Re＜20且30000＜Pr＜130000時，總的傳熱關(guān)聯(lián)式為Nu=2.55 Re0.61Pr0.31Vis0.14。
　　 通過對臥式雙軸攪拌設(shè)備各種結(jié)構(gòu)的運動關(guān)系的幾何分析