攪拌槽內(nèi)單顆粒臨界懸浮特性的實(shí)驗(yàn)研究和模擬.pdf

1、固液懸浮在工業(yè)上具有廣泛的應(yīng)用，諸如化學(xué)與制藥工程、水處理過程、結(jié)晶反應(yīng)體系等。攪拌槽內(nèi)固液懸浮機(jī)理的研究，主要是集中在顆粒群的宏觀運(yùn)動特性上，在顆粒尺度上并不能很好的解釋顆粒與周圍流體間的相互作用機(jī)理。近年來，為了從根本上理解顆粒懸浮的機(jī)理，已有研究者開始關(guān)注單個顆粒的運(yùn)動行為。但在前人的研究中，使用的槳型結(jié)構(gòu)比較簡單，顆粒的運(yùn)動是在層流條件。
　　本論文研究了RT槳方形攪拌槽內(nèi)(C=0.25T)，單顆粒在不同雷諾數(shù)條件下的運(yùn)動

2、特性，通過數(shù)字圖像處理技術(shù)獲得了顆粒的運(yùn)動軌跡、運(yùn)動速度等信息。結(jié)合LBM方法對實(shí)驗(yàn)操作條件進(jìn)行了直接數(shù)值模擬，得到了顆粒的運(yùn)動以及周圍流場的詳細(xì)信息。結(jié)果表明:(1)Re≈30，玻璃珠在臨界條件下的運(yùn)動行為與文獻(xiàn)中圓盤槳的實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為類似，RT槳作用下顆粒的臨界懸浮轉(zhuǎn)速比圓盤槳低約10％。RT槳的模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好。與圓盤槳的模擬結(jié)果相比，RT槳攪拌槽內(nèi)的壓強(qiáng)分布是不對稱的，顆粒上下兩端的壓強(qiáng)差二者基本相同。(2)Re≈240