一种高效节能搅拌装置在高铁槽的应用研究

丹霞冶炼厂除铁工序中的高铁搅拌槽在使用中存在氧气利用率低、工艺反应上沉铁效果差的缺点。针对此,将整套搅拌装置进行升级改造,优化设计了一种高效节能搅拌装置,并将其应用于高铁槽。优化后的搅拌装置能很好地满足高铁搅拌槽沉铁降渣的工艺要求,其氧气利用率和节能降耗优点突出,设备结构设计先进,实现了本质上的节能降耗。

新型连续混捏机及其在炭素生产中的应用

介绍了阳极糊生产中采用的新型连续混捏机的构造、工作机理及工作特点 。

基于FLUENT的潜水搅拌器搅拌流场分析

对于潜水搅拌器的搅拌流场,采用基于雷诺时均方程和标准k-ε方程的湍流模型,以及贴体坐标和交错网格系统对N-S方程用有限体积法进行离散,采用交错网格存放变量,用SIMPLEC算法求解N-S方程,应用Fluent软件对三维不可压湍流搅拌流场进行数值模拟。结果表明:搅拌器叶轮运行时产生旋向射流,中心速度较快,向外做扩展运动,利用体积流来输送液体。通过调整潜水搅拌器的安装深度和改变搅拌器叶轮的重要设计参数轮毂比的大小,对所得到的模拟结果进行对比分析,提出优化的安装和设计方案。

搅拌器内部二维流场数值模拟

采用FLUENT软件对搅拌器内部流动情况进行了二维数值模拟,研究了不同桨叶直径、桨叶转速和桨叶数对搅拌器内部流场的影响.结果显示:在同一工况下,桨叶直径为600mm的搅拌效果比桨叶直径为400mm和500mm的搅拌效果好;桨叶转速为6rad/s的搅拌效果比桨叶转速为2rad/s和4rad/s转速效果好;八叶桨式搅拌器的搅拌效果较四叶桨式搅拌器和六叶桨式搅拌器稍好.模拟证实搅拌器桨叶直径、桨叶转速和桨叶数的增加有利于搅拌的混合均匀,但桨叶直径和桨叶数的增加使得搅拌器桨叶加工复杂,生产成本提高;桨叶转速也受制于搅拌器和搅拌轴的结构尺寸,不能无限增大.所以需要综合考虑各种因素的影响,才能选出最合适最经济的桨叶直径、转速和桨叶数.

开启涡轮式搅拌器的流场分析及结构优化

对于开启涡轮式搅拌器的搅拌流场,采用多重参考系法、标准κ-ε湍流模型和SIMPLE算法,应用Fluent软件对其进行数值模拟,并用PIV实验进行验证。结果表明:数值模拟与实验结果基本一致,选用的MRF模型符合实际;对叶片数为4、桨叶倾角为45°、桨径为100mm的常用开启涡轮式搅拌器在转速为120r/min时进行模拟,发现桨叶区产生径向流,在挡板附近形成漩涡,在釜底存在搅拌死区;对搅拌器叶轮设计参数进行优化,发现当桨径为170mm、桨叶倾角为45°、叶片数为6时所产生的搅拌死区最少,搅拌效果最佳。

单双层涡轮式搅拌器的流场分析与对比

利用计算流体力学对单、双层涡轮式搅拌器在搅拌釜内产生的流场进行研究,并通过PIV验证模拟所选用的MRF模型符合实际。结果表明:选用单层涡轮式搅拌器时流体流动范围较窄;选用双层涡轮式搅拌器时流体流动范围较广。单层涡轮式搅拌器可提高转速以获得与双层涡轮式搅拌器近似的搅拌范围,但功耗较大,且搅拌效果较双层的差。单层涡轮式搅拌器的漩涡位置与涡径及转速无关,搅拌范围随转速的增大而增大;双层涡轮式搅拌器的涡心位置随转速增大而上移,且涡径随转速的增大而增大。双桨桨间距对流场的干涉作用明显,间距大或小均会导致漩涡发散,涡心不明显,流体流动范围变窄。

螺旋-搅拌式微量给粉装置的设计与实验研究

在传统的螺旋式微量给粉装置基础上,设计了螺旋-搅拌式微量给粉装置,并给出相关计算和关键参数;设计了四种不同结构的搅拌器,并通过实验选择最优的结构形式;设计搭建了可以自动采集记入给粉装置输入电压、给粉累计质量等参数的实验系统;对煤粉和木屑两种粉料进行了给粉实验,实验结果表明,螺旋-搅拌式微量给粉装置给粉均匀、稳定,单位时间给粉量与给粉电机输入电压成线性关系,并与理论计算相吻合。

抗结壳厌氧发酵反应器的研制与试验

以玉米秸秆为主要原料进行厌氧发酵时,发酵液上部极易形成浮渣结壳层,严重影响秸秆产气效率。为了有效抑制浮渣结壳层的产生,该研究设计了一种抗结壳厌氧发酵反应器,首先阐述破壳装置的工作原理;其次进行主要部件设计,运用Adams对破壳装置机构进行动力学仿真,并对搅拌叶片进行受力分析,依据仿真结果,确定破壳机构的传动比以及搅拌叶片安装角;进一步以DEM-CFD耦合仿真方法对斜桨式叶片仿真模型的流场和颗粒场进行了数值模拟。仿真结果表明,斜桨式叶片转动时使颗粒产生轴向流与径向流,轴向流触底延壁面上升与推进式搅拌叶片产生共同作用形成涡流,径向流增加颗粒横向移动速度,流场产生大范围横向流动打破浮渣结壳层。为了探究抗结壳反应器对浮渣结壳层的抑制作用效果,以破壳装置搅拌转速、搅拌间隔时间及单次搅拌时间为因素,浮渣层厚度为指标,进行了三因素三水平试验。试验表明,当破壳装置主轴转速为120 r/min,每次搅拌间隔时间为3 h,搅拌时间为30 min时,浮渣结壳层厚度为16.1 cm,相比对照组,浮渣结壳层厚度减小了36.1%,该抗结壳反应器明显改善了秸秆厌氧发酵的结壳问题,可为后续抗结壳厌氧发酵反应器研制提供新思路。

固体悬浮过程中搅拌器转速的确定

在湿法冶金过程中，经常遇到固体颗粒在液相中的悬浮操作，也就是固—液相系的搅拌。设计搅拌器时，在浆叶、槽体的几何参数及介质的物理参数决定后，转速就是决定悬浮状态及功率大小的关键因素。笔者在综合分析有关资料的基础上，经计算比较，介绍了搅拌器设计中确定转速及功率的步骤，使设计计算的搅拌器功率及转数都接近于生产实际，可供设计参考。

冶金湿法搅拌槽功率计算方法

冶金湿法冶炼项目在搅拌槽设计时,经常会遇到电机功率的计算,由于搅拌介质参数较难获得,搅拌槽电机功率计算较为困难,本文从改、扩建项目中探讨搅拌槽电机功率的计算方法,介绍一种新的设计计算理念和方法。

关于Φ14×30m机械搅拌分解槽改造的实践

文章分析了山西铝厂Φ1 4× 3 0m机械搅拌分解槽存在的问题 ,对搅拌系统技术改造进行了总结 ,并就改造效果和经济效益进行了评价。

连续混捏机直流拖动系统设计与调试

以连续混捏机直流拖动系统改造设计和调试为例,简要地介绍了控制原理,详细阐述了其直流拖动系统调试过程。由于混捏机的负载复杂性,其调速系统PID参数选择较为不同。

国外先进搅拌技术成果在设计中的应用

利用消化吸收Robin搅拌技术的研究成果设计固液相混合搅拌装置 ,并通过与落后的挂链式搅拌器装机功率的对比和使用厂家所提供的搅拌均匀程度数据 ,说明利用消化吸收成果 ,设计搅拌槽具有节省能耗且搅拌效果均匀的优点。应用此成果为各氧化铝厂设计百余台搅拌槽 。

流固耦合的多层搅拌反应器振动特性研究

针对某型号搅拌反应器搅拌主轴因振动断裂的问题,基于流固耦合理论,采用CFD和FEM相结合的单向耦合稳态的数值模拟以及经验公式计算方法。在考虑流场作用的条件下分析多种方法得出搅拌器的临界转速结果。分析主轴断裂的原因及影响搅拌器的固有频率的流体因素,并对主轴结构进行改进。得出结论:主轴驱动电机转速大于主轴的最低设计转速是主轴产生振动断裂的主要原因;搅拌介质的流体力和阻尼作用对搅拌器的固有频率均有影响;可以将主轴适当加粗以提高其临界转速,从而远离共振范围并有效解决振动问题;采用流固耦合的方法能够考虑搅拌器转动、流体载荷和搅拌桨叶的影响。其计算结果比经验公式更接近实际情况。

湿法冶金搅拌槽设计过程中应注意的几个问题

本文从湿法冶金搅拌槽设计中实际遇到的问题,阐述解决的方法和有效措施,提供经济、合理和安全的设计理念,实现搅拌槽在生产中可靠、平稳的运行。

机械搅拌反应器内气体分布的数值模拟

机械搅拌反应器内通常包含气、液、固等多相体系,利用计算流体力学方法针对其内部复杂物料运动的模拟近年来取得了很大进展。欧拉双流体模型被用来模拟一种装配Rushton型叶轮机械搅拌反应器内包含气泡的气液两相流,并通过不同的相间力模型及自定义湍流子模型描述槽内气泡复杂运动。分析了不同曳力、气泡诱导湍流、升力、湍流分散力等模型在模拟气泡分布时的效果,并将模拟结果与Barigou和Greaves的试验结果进行比较。结果表明,提出的模拟方法在机械搅拌反应器模拟中能够得到准确的气体分布结果。

基于Solidworks的土肥混合运动仿真分析

基于Solid Works Motion软件对螺旋面土肥混合装置进行了运动仿真研究。采用不考虑颗粒相互作用的单颗粒与螺旋面接触的简化模型通过运动仿真分析颗粒运动轨迹和运动速度与螺旋搅拌轴转速、螺距及颗粒位置之间的关系。仿真实验结果表明:颗粒运动轨迹受螺旋搅拌轴转速影响较大,颗粒x/y方向速度随搅拌轴转速基本成线性增大关系,受位置和螺距影响相对较小;颗粒z方向速度主要受螺距的影响,随着螺距增大,z方向最大速度明显增大。

煤焦油储存中2种搅拌方式的比较

介绍了煤焦油在储存过程中,采用的2种搅拌方式:罐底循环搅拌和侧向深入式搅拌。通过对二者的比较,得出如下结论:罐底循环搅拌不易渗漏,不发生振动,搅拌效果略优于侧向伸入式搅拌;超离前含渣较多的煤焦油储存时应采用该种搅拌方式。侧向伸入式搅拌具有流程简单,投资低、运行费用低,占地少,维护方便,便于安装,不会堵塞等优点;超离后含渣较少的煤焦油应选择该种搅拌方式。

双层桨叶的桨间距对搅拌效果的影响

以底部椭圆封头、四块挡板均布的搅拌釜为例,采用商业软件ANSYS Fluent对6斜叶双层开启涡轮式搅拌器的搅拌流场进行了数值模拟,研究了不同桨间距对流量的影响,并通过PIV试验和企业实际使用的搅拌釜的粒子固液搅拌试验验证了双层桨叶的搅拌效果。结果表明,当桨间距小于桨径时,双层桨叶产生的流动能形成一个大的循环流动场;当桨间距大于等于桨径时,两桨叶各自形成循环,釜内流体有分区流动现象;随着桨间距的增加,近液面的"搅拌死区"逐渐减小;桨间距为桨径的0.85倍时,桨叶叶端与挡板之间各形成一个小循环流场,搅拌釜内整体有个大循环流场,近液面的"搅拌死区"也较小,有利于搅拌釜内的固液搅拌混合;从节能和搅拌效果考虑,双桨远优于单桨。

基于PIV的四斜叶桨搅拌反应器中非牛顿流体流场研究

针对机械搅拌反应器内非牛顿流体混合效率问题,对机械搅拌反应器内非牛顿流体流场特性进行了研究。采用非接触式流场测试PIV技术,对试验规模四斜叶桨搅拌反应器内非牛顿流体流场进行了测量,讨论和分析了不同溶液浓度和不同搅拌速度对机械搅拌反应器内流场分布的影响。研究结果表明:搅拌速度不仅可以影响流体间对流强度,而且会改变流体流场结构;溶液浓度对流场结构影响不大,但影响桨叶下部高流速区域大小和流体的最大速度。