采用粒子图像测速技术对低雷诺数下双层CBY桨搅拌槽内流场的研究

采用粒子图像测速技术(PIV)对双层CBY桨搅拌槽内的流动特性进行了研究。在雷诺数(Re)为38～228的范围内,考察了Re和桨叶层间距对槽内流型的影响规律,同时采用扭矩传感器研究了Re对功率特性的影响。实验结果表明,功率准数随Re增大逐渐降低,桨叶层间距改变对功率准数影响较小;随Re增大,轴向速度较高的区域向槽壁偏移,无因次化速度数增大,下层桨端部上方出现漩涡,且漩涡宽度变窄;桨叶层间距/桨叶直径为0.4是临界层间距,小于该值可实现槽内物料的整体循环,否则两层桨问的流动出现分离。这对低Re下搅拌设备的设计和优化具有一定的参考意义。

双层桨搅拌槽内流动特性的CFD研究

基于多重参考系法和Realizable k-ε模型,利用Fluent软件对双层CBY桨搅拌槽内不同桨间距下流场进行整体数值模拟,并将模拟结果与文献试验结果进行比较,考察桨间距对流场分布、上下层桨叶区速度及功率消耗的影响。结果表明:随着桨间距的增大,槽内流体流型由"连接流"变为"分散流",与试验结果具有较好的一致性;桨间距对下层桨叶区速度影响较大,对上层桨叶区速度影响不大;随着桨间距的增大,搅拌功率逐渐增加,单位体积功率逐渐降低。