多室连续混合设备工艺参数对混合能的影响

为了建立适用于多室连续混合设备的系统性设计方法,采用数值计算与高聚物黏结炸药(PBX)模拟料实验相结合的方法对单室容积为2.5 L的多室连续混合设备的混合加强室进行工艺参数(投料速度、桨叶转速)响应分析,得到单位体积混合能与各输入参数之间的关系,并通过实验验证了以单位体积混合能作为混合能力评价指标的多室连续混合设备的设计方法。结果表明:平均扭矩的仿真值与实验值的最大偏差不超过15%,所建立的模型能够较好地反映平均扭矩随工艺参数的实际变化规律;设备所提供的单位体积混合能总量随桨叶转速的增加而增大,随投料速度的增加而减小,随混合室数量的增加而增大,随药浆密度的增加而增大;实验中各工况的混合质量排序与单位体积混合能的排序吻合较好,单位体积混合能越大,混合终产物的混合质量越好;当投料速度为20 kg/h,桨叶转速为45 r/min时,单位体积混合能为32562 J/L,混合终产物中铝粉含量的偏差在1%以内,满足PBX的工业要求。基于单位体积混合能的混合能力评价指标能够指导多室连续混合设备的结构设计与工艺参数选择,可以为后续不同量级设备的设计提供依据。

搅拌槽示踪剂浓度扩散模拟与实验研究

针对单层双桨叶圆形搅拌槽不同参数(桨叶角度、桨叶离底高度、桨叶宽度、桨叶直径,水平加料点),运用CFD软件Fluent对搅拌槽内流场进行数值模拟,计算并分析了各个参数对混合时间、搅拌功率和单位体积混合能等3个指标的影响;进行了不同桨叶角度和桨叶离底高度条件下的实验研究,运用电导率测试法测量搅拌溶液浓度的变化曲线,并与数值模拟结果进行了对比。研究结果表明,单位体积混合能指标能综合混合时间与搅拌功率,可作为参数优化的指标;在单因素条件下,桨叶角度优化为20°、桨叶离底高度为500 mm、桨叶宽度为80 mm、桨叶直径为300 mm,水平加料点为100 mm;实验研究中示踪剂Na Cl溶液的浓度变化曲线与数值模拟的溶液浓度变化曲线的相关系数在0.77~0.86,故可通过数值模拟的方法在一定程度上进行搅拌槽参数优化设计。