双层涡轮桨搅拌槽内混合过程的数值模拟

采用FLUENT软件对双层六直叶涡轮桨搅拌槽内的混合过程进行了数值模拟,选用RNG标准κ-ε模型及多重参考系法(MRF),通过改变网格策略,增加网格数量,并降低浓度收敛残差的方法,将速度场与浓度场方程分开求解,预测了不同的加料点、监测点位置及操作条件对混合时间的影响规律。模拟结果表明:搅拌功率的模拟值与实验值吻合良好,但由于模型基于各向同性的假设,且双层六直叶涡轮桨两桨之间子域的存在,混合时间的模拟结果与实验值有较大的误差。

双层涡轮桨搅拌反应器内混合时间的大涡模拟

采用计算流体力学(CFD)方法对直径为0.476m双层涡轮桨搅拌反应器内的流动及混合进行了数值模拟,并实验测试了混合过程。利用大涡模拟(LES)及Smagorinsky-Lilly亚格子模型求解湍流流动与示踪剂传递过程,桨叶区域采用滑移网格技术。研究结果表明,大涡模拟得到的示踪剂响应曲线和混合时间与实验结果吻合良好,其预测精度明显优于基于雷诺平均(Reynolds-averaged Navier-Stokes,RANS)的标准k-ε模型的模拟结果。大涡模拟是研究搅拌反应器内非稳态及周期性湍流流动的有效方法。

双层桨搅拌槽内流场的数值模拟

利用Fluent软件对双层六直叶涡轮桨搅拌槽内的流场进行整体数值模拟,选用标准湍流模型及滑移网格法,考察搅拌桨高度对流场结构的影响,模拟得到搅拌槽内的流场分布和功率消耗,并同文献试验结果进行对比。结果表明:桨叶的空间位置的变化对搅拌槽流场性能的影响是非常明显的,改变双层桨叶位置分别产生了平行流、合并流和分散流,模拟成功预测了搅拌槽内速度分布和漩涡位置,3种流型的功率消耗存在较大的差异,平行流时的功耗最大。

双层六弯叶圆盘涡轮桨搅拌釜内流场模拟研究

为将双层六弯叶圆盘涡轮桨高效应用于实际工程,采用k-ε模型、多重参考系法对双层六弯叶圆盘涡轮桨搅拌釜内部湍流流场进行数值模拟,研究离底距、桨间距和转速对釜内流场的影响。研究结果表明:当离底距为80 mm时,釜体上下方流场混合性能得到改善,釜内流体传质充分;当层间距为110 mm时,可以改善搅拌釜上方的流体混合特性,两桨间的流动效果最好;当转速N=200 r/min时釜内流体流动较为剧烈,速度分布更加均匀。研究结果可为改进研究方法提供思路以及在实际工程中的放大设计提供理论指导。