双层桨搅拌槽内流动特性的CFD研究

基于多重参考系法和Realizable k-ε模型,利用Fluent软件对双层CBY桨搅拌槽内不同桨间距下流场进行整体数值模拟,并将模拟结果与文献试验结果进行比较,考察桨间距对流场分布、上下层桨叶区速度及功率消耗的影响。结果表明:随着桨间距的增大,槽内流体流型由"连接流"变为"分散流",与试验结果具有较好的一致性;桨间距对下层桨叶区速度影响较大,对上层桨叶区速度影响不大;随着桨间距的增大,搅拌功率逐渐增加,单位体积功率逐渐降低。

发酵罐内流场的数值模拟及桨叶优化

针对目前斜叶桨餐厨垃圾厌氧发酵罐存在搅拌能耗高、流场混合效果差等问题设计了新型轴流式搅拌桨(axialflow impeller,AFI)。采用FLUENT软件对斜叶桨和AFI桨发酵罐内流场进行数值模拟,通过斜叶桨发酵罐单相水体系时搅拌功率计算值与模拟值的比较验证数值模拟的可靠性,并对比2种发酵罐中单相流场分布、固相体积分数分布和功率消耗情况。结果表明:单相水体系时,AFI桨改善了发酵罐内流场结构,搅拌功率较斜叶桨下降40.39%;固液体系时,AFI桨发酵罐内固相体积分数分布更为均匀,罐底沉积现象不明显,搅拌功率较斜叶桨下降17.37%。研究结果为餐厨垃圾厌氧发酵罐搅拌桨的设计与选择提供参考。