螺杆-导流筒搅拌器的循环和功率特性

测定了19种不同几何尺寸的螺杆-导流筒搅拌器层流域的轴向循环流量、功率消耗和Metzner常数K_(?).通过对螺杆挤出机的动力学分析结果进行实验修正,得到了半经验的无因次循环流量C_1、功率数K_(?)以及K_(?)的计算式.实验发现流体的弹性显著地抑制轴向循环流动,与牛顿流体相比,弹性流体的C_1有所降低.

偏心搅拌槽内高浓度浆液颗粒的悬浮特性

以直径为0.34 m的无挡板平底圆筒形搅拌槽为研究对象,对偏心搅拌槽内高浓度浆液中颗粒的悬浮特性进行了数值研究,分析了45°的4斜叶开启涡轮式搅拌桨(PBT)和3窄叶整体板式螺旋桨(ZHX)2种桨型在不同偏心率和转速时,搅拌槽内的流型分布、颗粒体积分数分布、完全离底临界悬浮转速以及功率消耗,并与试验结果进行了对比.结果表明:对于高浓度浆液,偏心搅拌打破了中心搅拌时流场结构的对称性,提高了流体的轴向循环能力,颗粒悬浮效果优于中心搅拌;固体颗粒的悬浮效果与搅拌桨在槽内的偏心位置有关,当偏心率E=0.4时颗粒悬浮效果最佳,但偏心搅拌会增大颗粒的完全离底临界悬浮转速和设备的功率消耗,不利于节能降耗.

Numerical study of the performance of multistage Scaba 6SRGT impellers for the agitation of yield stress fluids in cylindrical tanks

The 3-D flow fields and power consumption in a vessel stirred by multistage Scaba 6SRGT impeller have been investiga- ted. The Xanthan gum solutions in water were used, which have a shear thinning behavior with yield stress. This study was carried out with the help of a CFD package （CFX 13.0, Ansys Inc.） which is based on the finite volume method to solve the momentum equations. The effects of stirring rate, fluid rheology, impeller number, impeller location and vessel size on the performance of such stirred system are presented. To validate the CFD model, our predicted results have been compared with other literature data and a satisfactory agreement has been found.

组合桨搅拌器搅拌特性的研究

为使聚合釜内搅拌介质在湍流、过渡流及层流域都能达到良好的混合，对锚－三叶推进器、锚－内外单螺带、正交双层三角桨－单螺带、正交双层三角桨－内外单螺带等４种组合桨搅拌器，于φ３００ｍｍ的有机玻璃釜中，测定了在牛顿流体和假塑性流体中的搅拌功率和循环特性。实验结果表明，４种组合桨中，含正交双层三角桨的２种组合桨功率消耗小，循环能力明显较强，具有较好的循环性能和剪切能力，能在粘度变化范围宽广的介质中获得良好的搅拌效果。假塑性流体（羧甲基纤维素水溶液）的过渡流域用ｌｎＮ_ｐ＝Ａ_１＋Ａ_２ｌｎＲｅ＋Ａ_３（ｌｎＲｅ）￣２关联式，功率值精度高。

装有圆盘桨的表面更新釜中Boger流体的功率特性

本文测定了Boger流体在装有圆盘桨的双表面更新中的功耗,调查了操作参数:装桨个数,装料量等对功耗的影响,考察了弹性对搅拌功耗的影响,得到了广泛条件下的功率消耗关联式。

种分槽高性能HSG/HQG搅拌装置的研发

用fluent软件对铝酸钠氢氧化铝料浆在搅拌槽内的流动特征、桨叶搅拌效果和功率消耗等进行了数值模拟,通过小型实验槽和中型工业搅拌槽的测试验证,得到正确的数学模型和边界条件,使模拟和实测达到吻合一致。模拟计算采用多面体网格、滑移网格法和标准k-ε瑞流方程,氢氧化铝体积分数为33%。然后用fluent软件模拟得到了优化的桨叶形状等参数,开发了高性能HSG/HQG组合搅拌桨。新型搅拌桨首先应用在山西铝厂的Φ6.5×10米氢氧化铝搅拌槽,之后,东方希望氧化铝厂Φ14×35.5米种分槽上也获得应用,搅拌效果良好无沉淀结疤,节能效果显著。将HSG/HQG組合搅拌桨与大型搅拌槽使用的INTERMIG搅拌桨和CBY长薄叶搅拌桨进行性能对比。结果表明,在同样的物性参数下,HSG/HQG组合搅拌桨比INTERMIG搅拌桨和CBY长薄叶搅拌桨能耗降低40%左右,槽底部无结疤,同时具有大排量和低剪切的特点。

特型螺带桨叶在高粘弹性和非弹性流体中的搅拌功率

本文研究了层流区域有较大叶片截面积的特型双螺带──锚桨叶在高粘弹性和非弹性流体中的搅拌功率，测定了Ｋ_ｐ和Ｋ_ｓ，采用广义二阶流体本构方程导出搅拌功率计算式参数ｆ_ｓ和Ｆ_（１ａｃ）由实验数据确定。该式适用于牛顿型流体、假塑性和粘弹性流体的功率消耗计算。

固-液搅拌槽内桨型对颗粒悬浮特性影响的实验和模拟研究

以水为液相,玻璃珠为固相,在固-液搅拌槽内比较了传统径向流Rushton桨、轴向流下推式45°六斜叶桨以及新型半折叶搅拌桨的功耗、泵送能力和对固体颗粒的悬浮效果。并应用CFD(Computational fluid dynamics)方法研究了不同搅拌桨操作下颗粒的轴向速度分布。结果表明:在相同转速下,Rushton桨的功耗最大,新型半折叶桨与下推式45°六斜叶桨的功耗接近;新型半折叶桨的流量准数最大,泵送能力最强;在固-液体系中,新型半折叶桨与下推式45°六斜叶桨的流型类似,但3种桨中新型半折叶桨对固体颗粒的悬浮效果最好。

圆盘涡轮式搅拌器的搅拌性能比较分析

在椭圆封头搅拌槽中根据行业标准建立了4种圆盘涡轮式搅拌器的几何模型,利用标准k-ε湍流模型和多参考系(MRF)方法,研究了叶片形状、搅拌速度、旋转方向和流型转变对搅拌功率、排出流量、泵出效率和剪切速率的影响。结果表明:叶片形状对功率、排出流量、泵出效率和流型转变的临界安装高度均有影响;径向流条件下,泵出效率排序为圆弧叶(反)>弯叶(正)>箭叶(反)>圆弧叶(正)>平直叶>箭叶(正)>弯叶(反);流型由径向流转变为轴向流后,搅拌功率及径向排出流量均下降。对标准搅拌器的性能评估为工业搅拌设备的选型和设计提供了参考依据。

用刮壁机构强化高粘流体的传热

综述了工业化刮壁式搅拌器的型式、刮板形状、刮板材质及其流型、搅拌功耗和刮膜给热系数,并探讨了刮壁机构强化高粘流体传热的机理。

偏心轴搅拌槽内的层流流场特性

针对搅拌槽内处理层流状态下高黏度流体时混合效率偏低的现象,提出一种偏心轴(轴结构为曲轴)搅拌方式。首先以纯度为99%的甘油为介质,传统的二叶平桨为研究对象,对直径0.3 m的搅拌槽内的层流流场进行数值研究。中心搅拌时速度模拟结果与试验结果对比,验证了所建模型及模拟方法的可靠性。研究发现,与中心搅拌相比,偏心搅拌和偏心轴搅拌所产生的流场结构是非对称的;相同转速下,偏心轴搅拌相比中心搅拌时流体的槽内整体的体积加权平均速度增大了约68%,功率准数比中心搅拌增加了约15.3%;偏心轴搅拌对槽内速度的提升,扩大了流体扰动范围,对提高槽内流体混合效率具有一定的优势。