变速机械搅拌耦合蒸汽喷吹强化多相流混合特性数值模拟

针对湿法冶金过程中传统线性搅拌工艺导致的多相介质混合不均,混合过程能耗高等问题,提出了变速机械搅拌耦合蒸汽喷吹强化混合工艺,增加了搅拌釜内部的混沌流区域,打破原有的混合隔离区,从而提高搅拌反应釜内部的整体混合效率。通过数值模拟的方法,构建volume of fraction(VOF)多相流模型和Lee蒸汽冷凝相变模型,对多相混合过程进行量化。结果表明,变速机械搅拌耦合蒸汽喷吹条件下搅拌流场合速度提高了38.04%,湍动能强度提升了40.01%。

机械搅拌下高铁赤泥熔融还原物料卷吸与分散行为

高铁赤泥经高温熔融还原后获得熔融铁水和还原渣,二者可分别作炼钢和水泥原料,实现赤泥资源化利用.针对如何突破高铁赤泥熔融还原过程中物料高效卷吸和分散的问题,利用高速摄像机和粒子图像测速仪等分析技术,研究了机械搅拌下搅拌桨类型、离底距离、偏心距、搅拌桨直径、搅拌转速对高铁赤泥熔融还原过程中流体流动状态和物料的卷吸及分散效果的影响.结果表明:VB十字桨卷吸效果较好,其卷料效果与搅拌转速呈正相关;适当增大搅拌桨直径和桨叶离底距离能增强物料卷吸效果;适当增加偏心距能改善物料的分散效果.

液态机械搅拌法制备陶瓷颗粒增强铝基复合材料

对陶瓷颗粒进行预处理之后,在非真空感应炉中,利用预制件法、无旋涡机械搅拌法和半固态机械搅拌法制备了颗粒增强铝基复合材料.结果表明:3种方法都能成功地解决颗粒与基体金属之间润湿性差的难题.但是预制件法制备的复合材料的颗粒体积分数有限,无旋涡机械搅拌法的制备温度高,故这两种方法均不适合制备体积分数高（大于 20％）、颗粒尺寸小的复合材料而利用半固态机械搅拌法,能够将颗粒尺寸为3.5μm;体积分数为40％的SiC颗粒加入到金属Al中,但是当颗粒体积分数大于30％时,机械搅拌方式不能将颗粒均匀地分散在基体金属中.

机械搅拌设备故障原因及处理方法研究

作为工业生产过程中的关键设备,机械搅拌设备的运行工况较为复杂,一旦发生故障,不仅会影响生产进度,而且可能带来安全威胁与经济损失。基于此,首先分析机械搅拌设备的主要结构,其次探讨该设备常见的故障类别及其成因,最后提出故障发生时的处理方法和流程,包括故障定位、故障诊断以及故障处理,以期为有关技术人员提供参考。

机械搅拌法制备颗粒增强铝基复合材料组织及性能研究

采用机械搅拌铸造法制备SiC_(p)/AlSi7Mg0.3铝基复合材料,通过金相组织观察(OM)、扫描电镜(SEM)、XRD等测试方法对SiC增强颗粒的预处理效果、铝基复合材料的显微组织及其力学性能进行研究。结果表明,高温氧化预处理工艺能够改善增强颗粒表面属性,促进Al熔体对颗粒的润湿,最佳高温氧化预处理工艺为1200℃、4 h。随着机械搅拌速度和搅拌时间的增加,SiC颗粒在基体合金中的分布越来越均匀,当搅拌速度达到1200 r/min,搅拌时间为40 min时,SiC颗粒在基体中能够完全均匀分散,且被铝基体润湿,周围无孔洞缺陷存在。所制备的铝基复合材料铸态下抗拉强度达到207.7 MPa,屈服强度达到158.7 MPa,断后伸长率达到1.17%,布氏硬度达到119 HBW,其铸态下强度比ZAlSi7Mg合金材料提升了33%。

基于内流场分析的机械搅拌式浮选机改型设计

为了改善机械搅拌充气式浮选机的浮选动力学环境,使其具备良好的浮选效率,利用计算流体力学软件对有效容积为165m3的机械搅拌式浮选机内部气固液三相流流场进行三维数值计算。分析原型机流场存在的问题,在此基础上根据浮选动力学性能要求对原浮选机进行改型设计。通过改变叶轮安放角、导叶和其他过流部件的结构参数等,来寻求分布合理的内流场,从而使改型后的机械搅拌式浮选机具有符合设计要求的浮选性能。改型后的浮选机具有更高的浮选效率,试验结果与模拟预测结果比较吻合,验证了改型设计的有效性。

机械搅拌反应釜内三相淤浆床甲醇合成宏观反应动力学

本文研究机械搅拌反应釜内三相淤浆床甲醇合成的宏观反应动力学，反应压力５ＭＰａ，反应温度为２１０～２５０℃，采用０．１２５～０．１５４ｍｍ（１００目～１２０目）Ｃ３０１铜基甲醇合成催化剂，食品级液体石蜡作惰性液相介质，反应气体含ＣＯ、ＣＯ＿２、Ｈ＿２、Ｎ＿２及ＣＨ＿４，搅拌器转速９５０ｒ／ｍｉｎ。实验测定宏观反应动力学数据，应用改进高斯－牛顿法参数估值，获得宏观动力学方程。

机械搅拌制备半固态浆料固相颗粒形貌的研究

采用自行研制开发的新型转筒式流变成形设备,通过改变不同的制浆工艺参数,研究半固态组织中固相颗粒的形貌特点,并对形成半固态固相颗粒的机理和固相颗粒的三维形貌进行了探讨。研究结果表明,在相同剪切速率条件下,连续冷却条件制备的半固态颗粒的形貌要比恒温条件的好,颗粒的圆整度高、尺寸小且均匀。机械搅拌作用下标准半固态固相颗粒的三维形状初步断定主要是近似椭球形。

三相机械搅拌反应器气液传质

由空气-水、液体石蜡-细颗粒黄沙、石英砂、催化剂构成三相体系,常压下在表观气速0.10×10-2～1.5×10-2 cm·s-1 、固体浓度为0～0.34 g·ml-1溶剂、搅拌转速450～1500 r·min-1的实验条件下,采用溶氧仪研究了三相机械搅拌反应器的气液传质特性,考察了操作参数和液体性质、颗粒粒径及密度等物性因素对液相容积传质系数kLa的影响,用改进的高斯-牛顿法进行参数估值,得到kLa与上述因素的量纲1关联式,统计检验表明,所得量纲1关联式与实验值拟合情况良好,可为后续搅拌反应釜中三相淤浆床甲醇合成过程分析与模拟提供传质基础数据.

气液固三相流在机械搅拌充气式浮选机内运动的数值模拟

针对机械搅拌充气式浮选机内部气液固三相流动比较复杂的情况,对有效容积为165 m3的大型机械搅拌充气式浮选机进行研究.采用Mixture多相流模型、k-ε湍流模型和雷诺时均N-S方程,对浮选机内部的气液固三相流流动进行三维湍流数值分析.通过对内流场的数值模拟,分析机械搅拌充气式浮选机内部的流动,得出浮选机内部气液固三相的速度、体积分数、湍流强度和迹线等的分布规律.

机械搅拌用于水处理中混凝过程的研究

以机械搅拌用于水处理中混凝过程为研究对象 ,在 0 .75 m× 0 .75 m× 1 m方形搅拌槽中 ,利用配制的两种污水 ,以 Al2 ( SO4 ) 3· 1 8H2 O为絮凝剂 ,采用三种不同直径的轴流式 CBY型搅拌桨 ,分别得出适用于快速混合过程及絮凝过程的机械搅拌操作参数 :( 1 )对于快速混合过程 ,搅拌桨直径增加 ,絮凝剂混匀所需输入功率增大 ;( 2 )对于三级絮凝过程 ,三级絮凝搅拌桨叶端线速度之比为3∶ 2∶ 1 ,第一级叶端线速度的适宜范围为 :1 .5～ 1 .8m/s;输入功率相同时 ,不同直径搅拌桨的絮凝效果相当 ;对于 CBY型搅拌桨 ,离底距离对絮凝效果影响不大。

CFD用于机械搅拌生化反应器液固两相混合的研究

运用计算流体力学(CFD)技术对机械搅拌生化反应器中液固两相混合进行数值模拟。应用旋转参考坐标系处理搅拌桨与挡板之间的相对运动,建立液固两相双流体模型,采用有限体积法(FVM)求解流体流动控制方程组。数值计算结果与实验值较为吻合,偏差在10%以下。研究结果对生化反应器的优化设计及放大和混合的基础研究具有参考价值。

机械搅拌对CANON污泥快速颗粒化的影响

采用单纯依靠曝气的SBR反应器(R1)与曝气和机械搅拌联合的SBR反应器(R2),研究了不同控制方式对CANON污泥颗粒化的影响.结果表明,R2仅用40d即成功实现颗粒化,比R1用时减少三分之一;颗粒化期平均总氮去除率为83.07%,平均总氮容积负荷为0.26kg N/(m3·d),比R1脱氮效果更加稳定高效,证实了机械搅拌有利于提高粒径增长速率及脱氮能力.采用曝气和机械搅拌联合方式可有效缩短CANON污泥颗粒化的时间,并能实现稳定高效的总氮去除,是CANON污泥颗粒化的有效手段.

我国选煤用机械搅拌式浮选机的新进展

我国煤泥浮选的主要设备———XJM-S系列机械搅拌式浮选机,近两年在研发和应用方面取得了新的进展。浮选槽容积发展到20m3,满足了90~120万t/a跳汰或150~200万t/a重介选煤工艺浮选单机生产的需要;开发出具有简化浮选工艺和强化浮选机制的XJM-KS系列浮选机,提高了浮选系统模块化集成度,节省了浮选系统厂房面积20%~30%;探索了振荡法提高浮选机选择性的新技术,积累了实践经验。

机械搅拌法对半固态AZ91D镁合金显微组织的影响

利用自行开发的一种新型的半固态轻合金制备与直接流变成形装置,研究了剪切温度、剪切速率及压力等工艺对合金微观组织的影响。结果表明:剪切作用不但改变了基体相α-Mg的形态,而且改变了相的分布,即晶粒细化沉淀析出的α-Mg和β-Mg17Al12共晶组织趋向于更均匀地沿晶分布,几乎在α-Mg晶粒周围形成连续的网状结构;在高剪切速率下,半固态颗粒的形态圆整度有很大的提高,并且均匀分布在合金基体中;剪切温度低时,组织中固相率较高,且固相颗粒也较细小均匀;在半固态AZ91D镁合金冷却成形时,施加适当的压力更有利于组织细化和性能提高。

机械搅拌对半固态ZA27合金组织和性能的影响

研究不同等温温度、搅拌速度、搅拌时间等工艺参数对半固态ZA2 7合金力学性能和组织的影响 ;结果表明ZA2 7合金等温搅拌温度在 470℃～ 480℃ ,搅拌 10min～ 15min时 ,获得的性能和组织较好 ,搅拌强度越高 ,搅拌后获得的组织和性能越好。

机械搅拌法制备半固态镁合金的研究

采用机械搅拌法制备了AZ91D半固态镁合金浆料,研究了不同剪切温度(固相分数)、剪切速率和剪切时间对半固态镁合金微观组织的演变规律。结果表明,剪切温度为570～580℃时,可获得细小、分布均匀的球状组织。剪切速率越高,越容易获得细小、圆整和均匀分布的半固态组织。

机械搅拌法制备半固态铝合金的研究

通过自行研制开发的新型半固态连续机械搅拌设备,制备了半固态铝合金浆料,研究了不同温度、搅拌速率、搅拌时间、冷却速率下半固态组织的变化规律。结果表明,制备浆料的温度越低,搅拌速率越大,搅拌时间越长,冷却速率越快,固相颗粒越细小、均匀、圆整。制备半固态Y112铝合金非枝晶组织的理想工艺参数:搅拌温度为570～575℃、搅拌时间为5min、搅拌速度为600r/min。

机械搅拌对过共晶Al-Si合金半固态组织的影响

研究了机械搅拌对过共晶 Al- 17% Si- 4.5 % Cu- 0 .5 % Mg合金半固态组织的影响。试验结果表明 :机械搅拌使初晶硅在剪切力作用下发生弯曲和破碎 ,并相互碰撞、集聚、合并长大 ,由板片状向多面体形转变 ;在固液两相区进行变温机械搅拌 ,冷却速度对初晶硅的颗粒直径有着重要的影响 ,随着冷却速度的增大 ,初晶硅的颗粒直径减小 ,当冷却速度为 5℃ / min时 ,初晶硅的颗粒直径小于 45μm,同时出现近球形的α相 。

机械搅拌澄清池处理低温低浊水的应用研究

虽然低温低浊水是最难处理的水质之一,但是通过技术改造和调整,使本来适用于高浊度水的机械搅拌澄清池也能用于对其的处理。根据影响产水水质的因素和实际运行状况,通过在清水区增加斜管、改造导流板、找平出水堰槽和改变污泥回流缝等技术改造,不但使出水水质满足后续水处理工艺的技术指标,而且提高了机械搅拌澄清池的单台出力,解决了电厂生产用水不足的难题。