Calculation of Metzner Constant for Double Helical Ribbon Impeller by Computational Fluid Dynamic Method

用多重参考框架(MRF ) impeller 方法，一条双螺旋状的带子(DHR ) 产生的三维的非牛顿的流动地 impeller 被模仿了。数字模拟计算的速度地类似于以前的研究，力量常数与试验性的数据同意了很好。三计算液体动态(CFD ) 方法，标记我， II 和 III，被用来计算 Metzner 经常的 ks。结果证明从 slop 方法的计算价值(方法我) 与试验性的数据一致。方法 II，它拿了最大的圆周一般水准砍在是的 impeller 附近的率有效砍计算 ks 的率，对实验的也显示出的好同意。然而，两个方法受不了计算过程的复杂性。一个新方法(方法 III ) 在这份报纸被设计为精明的 ks 在 impeller 附近把区域加权的平均粘性用作有效粘性。方法 III 显示出好精确性和容易使用。

Numerical Simulation and Analysis of Power Consumption and Metzner-Otto Constant for Impeller of 6PBT

Majority of non-Newtonian fluids are pseudoplastic with shear-thinning property, which means that the viscosity will be different in different parts of the stirred tank. In such mixing process, it is difficult to predict accurately the power consumption and mean shear rate for designing novel impeller. Metzner-Otto method is a widely accepted method to solve these questions in mixing non-Newtonian fluids. As a result, Metzner-Otto constant will become a key factor to achieve an optimum way of economical mixing. In this paper, taking glycerine and xanthan gum solutions as research system, the power consumption, stirred by the impeller composed of perturbed six-bent-bladed turbine （6PBT） with differently geometrical characteristics in a cylindrical vessel, is studied by means of computational fluid dynamics （CFD）. The flow is modeled as laminar and a multiple reference frame （MRF） approach is used to solve the discretized equations of motion. In order to determine the capability of CFD to forecast the flow process, the torque test experiment is used to measure the glycerine solution power consumption. The theological properties of the xanthan gum solutions are determined by a Brookfleld rheometer. It is observed that the power consumption predicted by numerical simulation agrees well with those measured using torque experiment method in stirring glycerine solution, which validate the numerical model. Metzner-Otto constant is almost not correlated with the flow behavior index of pseudoplastic fluids. This paper establishes the complete correlations of power constant and Metzner-Otto constant with impeller geometrical characteristics through linear regression analysis, which provides the valuable instructions and references for accurately predicting the power consumption and mean shear rate of pseudoplastic fluids in laminar flow, comparatively.

锚式搅拌器功率消耗与Metzner常数研究

对锚式搅拌器在牛顿流体和非牛顿流体中的功耗进行了系统地实验研究。利用Ｒｉｅｇｅｒ 法，发现锚的Ｍｅｔｚｎｅｒ常数Ｋｓ 与流体流动行为指数ｎ 基本无关， 仅与桨的几何尺寸有关。由实验数据和文献数据， 得到锚式搅拌器的功率常数Ｋｐ 和Ｋｓ 与桨的几何尺寸的关联式， 两关联式均具有较高精度和较宽适用范围， 可以满足搅拌器设计的要求。最后分析了不同研究者对Ｋｓ 与ｎ 的关系意见不一和Ｋｓ 值相差较大的原因。

内外单螺带式搅拌器的Metzner常数

对11种不同几何尺寸的内外单螺带搅拌器（IO－HR），在6种不同流动行为指数（n＝0．37～1）的幂律流体中的剪切特性进行了实验研究。发现内外单螺带搅拌器的Metzner常数K与流动行为指数n、桨的几何尺寸均相关。提出改进的数据处理方法来求算见，并详细分析了浆的几何尺寸和流体剪切稀化特性对Ks的影响。最后对包括经典的Metzner方法在内的不同求解Ks的方法做了分析比较。

高分子材料共混加工时剪切速率的测定——Brabender扭矩流变仪的Metzner常数测定法

参照聚合反应工程中测定反应器Metzner常数K_(?)的原理,高分子材料共混加工时平均剪切速率可用(?)=K_(?)N来表达,为论证其正确性,采用了两种方法对Brabender钡矩流变仪W50H混合器的K_(?)值进行了测定,其结果相近,表达方程为(?)=1.4N。

卧式双轴T型搅拌器在非牛顿流体中的搅拌功率特性

考察了卧式双轴Ｔ型搅拌器在非牛顿流体中的搅拌功率与表观雷诺数（Ｒｅ＊）、弗劳德数（Ｆｒ）以及加料量的变化关系。实验结果表明： Ｍｅｔｚｎｅｒ常数 Ｋｓ随加料量的减少而急剧增加；在层流区域，Ｎｐ·Ｒｅ＝Ｋｐ关系仍然成立且非牛顿流体功率曲线与牛顿流体重合。对实验数据进行关联得到了非牛顿流体搅拌功率准数关联式。

宽黏度域轴流桨及在非牛顿流体中功率特性的实验研究

根据某反应的特定工艺过程要求,提出了一种适合宽黏度域的高效轴流式搅拌桨——SP304型轴流式搅拌桨,该桨叶片呈空间扭转状,且具有曲率,可减少流体阻力,提高排出性能。并设计了一套实验装置对这种高效轴流桨在非牛顿流体中的功率特性进行研究,得到了功率常数Kp、Metzner常数ks和功率特性曲线,为工业化装置的设计提供实验数据。通过观察实验中不同浓度、不同转速下的流体流动细节,可以获得整个流动场的概念,对搅拌桨离低高度、桨间距等参数设计具有重要的指导意义。根据实验结果对此高效轴流搅拌桨成功地进行了工业应用。