双层桨叶搅拌器流场的CFD模拟与PIV测量

利用CFD技术和PIV测量研究了搅拌器内双层桨叶不同位置的流场和浓度分布.基于Navier-Stokes方程和标准k-ε湍流模型,求解搅拌器的湍流场,考察了在不同转速和不同桨叶高度下搅拌器的流型变化和混合浓度情况.结果表明:改变双层桨叶位置,流场的流型基本不发生变化,均以桨叶为中心形成上下"双循环"流动;随着加料位置和桨叶高度的变化,对搅拌功率基本没有影响,但对不同监测点的浓度变化较大,对混合时间的影响也较大;采用桨叶部位加料可以充分利用流体的湍流特性,加快混合速度,缩短混合时间,节约成本,提高经济效益.

新型内外组合桨搅拌湍流场的PIV测量和CFD模拟

利用PIV和CFD技术研究了湍流域内带有新型内外组合桨的搅拌设备内的流场。考察了不同转速比条件下,该搅拌桨产生的宏观流动场和湍动能分布。结果表明:在湍流域内,外桨搅拌行为的介入使得搅拌设备内流场的局部细节发生变化,但宏观流场结构不变。新型内外组合搅拌桨改善了搅拌罐内,尤其是罐体边壁区、罐底以及两内桨中间区域液体的湍动程度。当转速比较低时,有利于快速反应中介质的快速混合。

基于CFD的加压浸出过程流体动力学研究

为了研究加压浸出过程中加压釜内流场特征及影响规律,基于CFD方法,采用标准湍流模型及多重参考系方法,设置操作压强为1.0 MPa,对加压浸出过程流体动力学进行数值模拟,分析了搅拌桨高度及桨叶倾斜角度对流场及流形的影响规律,搅拌速度与流场分布及湍动能、湍流耗散率的关系,并用PIV实验验证了模型的可靠性。结果表明:使用三斜叶式搅拌桨时加压釜内流形呈双回路结构,搅拌桨高度对流场流形及漩涡位置有较大影响;随着桨叶倾角增大,釜搅拌功率降低,釜内主流向轴向流偏移,当倾角为45°时,釜内循环效果较好;增大转速,搅拌功率指数上升,当转速为600 r/min时,搅拌死区范围最小,再增大转速无法有效提升釜循环混合能力;流场湍动能在桨叶区域存在峰值,且随转速增加而增大,并在釜上部分迅速衰减,湍流耗散主要集中在桨叶尾涡区域,随转速增大呈指数增长。

基于CFD超细磨用搅拌装置关键参数影响研究

在分析超细磨技术要求的前提下,通过分析盘式、螺旋式、叶轮式、棒式四种常用搅拌装置型式,确定了盘式是较为适合的超细磨用搅拌装置。利用计算机仿真流体力学建立了仿真分析模型,进行仿真分析。通过仿真得到了搅拌装置的流场分布状态和输入功率变化情况,重点分析了转速、搅拌元件直径、间距、面积比与流场、功率间的影响关系及变化范围。通过仿真明确了搅拌转速的范围为300~800r/min,搅拌元件直径的范围在150~170mm,搅拌元件间距的范围为30mm左右,空隙面积比的范围为0.15~0.35。各参数的确定为实验和工业中超细磨技术和设备的研发奠定了基础。

6种常规工业搅拌器的效能相似分析

通过CFD模拟技术,预先建立搅拌器模型并完成网格划分,采用MRF(多重参考系法)处理旋转桨叶与静止槽壁之间的相互作用,应用Fluent模拟常用搅拌器内部流场,获取相应流动量化信息。基于相似理论,研究不同尺寸和规格搅拌桨的效能,获得各搅拌器性能参数之间的关系,研究表明:同类型桨,增加搅拌器直径或转速,其功率损耗也会增大;所得功率准数与雷诺数关系的拟合经验公式与模拟值吻合效果良好,可以用来预测不同雷诺数下对应的搅拌器功率准数值;而不同类型搅拌桨,在所研究的雷诺数取值范围内,斜叶式的排出流量准数始终高于直叶式,但当雷诺数对数值大于7.28后,最终排列结果变为二斜叶桨式>四斜叶开启>六斜叶圆盘>二直叶桨式>六直叶圆盘>四直叶开启。

激光测速技术及其在化工搅拌流场测量中的应用

介绍了激光测速技术基本原理 ,比较分析LDA、PDPA、PIV 3种代表性激光测速技术的技术进展和应用范围 ,针对它们在化工搅拌流场测量应用进行了综述 ,并介绍了激光测速技术在搅拌系统计算流体力学(CFD)模拟中的应用。激光测速技术与CFD的结合将是未来搅拌系统优化与设计的必然趋势。

底入式搅拌器流场的影响因素研究

通过对硫铵结晶底入式搅拌器流场的CFD数值模拟,分析了搅拌转速、搅拌桨半径对高效轴流式搅拌器流场的影响。研究表明,搅拌转速对搅拌釜内流场的分布形式影响较小,随着转速的增加,流量和功率随之增加,近似呈线性规律分布,搅拌器内流体具有较好的循环性能;随着搅拌半径的增大,搅拌器内速度分布逐渐均匀,搅拌桨对流体的剪切性能较好。