椭圆底封头十字形挡板搅拌釜内流场研究

以底部椭圆形封头十字形挡板搅拌反应釜为研究对象,采用Fluent软件分析搅拌桨流型、离底高度、直径、底部加装挡板及其高度和长度对该搅拌釜内流场的影响,利用标准k-ε湍流模型对其在单相流体水中产生的流场进行模拟。开展搅拌轴转矩的试验研究,并与模拟值进行对比。研究表明,径向流搅拌桨更适合于底部加装挡板搅拌釜流场的研究。与六直叶圆盘涡轮搅拌桨相比,六直叶开启涡轮搅拌桨更有利于反应釜内物料的悬浮及混合。搅拌桨离底高度取0.7倍液面高比0.6倍更合适。搅拌桨直径越大,轴向速度越大,反应釜中心部位形成的螺旋向上轴向流越明显。在十字形挡板高度或长度固定时,搅拌桨下部区域中心部位的轴向速度比其他部位大,搅拌釜内上桨、下桨叶区将形成一个循环。同等条件下,随着搅拌转速不断增大,搅拌轴转矩随之增大。搅拌轴转矩的模拟值与试验值的相对误差在10%左右,两者具有很好的一致性。

十字形挡板造粒室内干法制粉混料过程数值模拟

为改善干法制粉造粒室内颗粒混合特性,使其具有良好的造粒效果。采用计算流体力学方法,构建欧拉-欧拉双流体模型,对气固两相流场进行数值模拟,分析了十字形挡板造粒室内的压力场、速度场及颗粒体积分数,并结合实验与数值结果进行对比。结果表明:底部加装十字形挡板后,造粒室底部的压力分布状况更为均匀,提高了造粒室内颗粒整体速度;十字形挡板造粒室内颗粒体积分布达到71%,颗粒能够充满造粒室大部分区域,改善了底部颗粒堆积现象;颗粒合格率提高了6. 9%,流动性指数提高了6;实验结果验证了数值模拟的正确性,十字形挡板造粒室有利于促进颗粒混合,提高了颗粒的合格率及流动性,造粒效果更优。

椭圆底封头异形挡板搅拌釜的混合性能分析

在椭圆底搅拌釜底部分别加装十字形挡板和对数螺线形挡板时,对其混合性能进行实验研究,并对两种挡板的混合性能进行对比分析。研究结果表明:同组参数、相同的操作条件下,转速越高,搅拌均匀所需要的混合时间越短。在同组参数、相同的操作条件下,搅拌均匀时,与十字形挡板相比,加装对数螺线形挡板所需要的混合时间较短;在同种转速下,与十字形挡板相比,加装对数螺线形挡板所消耗的搅拌功率更小;在同样的操作条件下,与十字形挡板相比,在加装对数螺线形挡板时,搅拌釜的混合性能更好。

底隙设置挡板内循环流化床水力特性分析

针对流化床反应器中多相流体混合碰撞的复杂性、突变性的问题,以底隙设置十字形挡板反应器的水力特性改变为研究对象,采用电导法测定反应器内液体循环速度和混合时间等动力学数据及其变化,分析新型内构件的强化作用原理。研究结果发现,两相条件下,十字形挡板的设置使反应器的升流区及降流区的液体循环速度分别提高9.5%±1.0%和11.8%±1.0%;低流速时,液相混合时间变长,高流速时,混合时间反而短缩,变化范围在±5%;计算的摩擦阻力系数由4.13降低为2.75,证明了流体在反应器底部碰撞能量消耗的下降。通过全环路能量衡算得到液体循环速度模型计算参数的实验关联式,应用于三相条件,计算值与实验值误差在8%以内。表明在急剧湍流内循环流化床底部设置挡板所实现的流态有序、矢量归一的目标能有效改善反应器中流体的水力特性而使流体稳定,并进一步实现稳态运行条件下的节能。