發(fā)布時間：2019-10-17 03:11

【摘要】：本文以一種結構簡單的新型多葉片組合式攪拌槳為研究對象,針對分散相粘度較大的液—液非均相體系,采用實驗研究,系統(tǒng)考察該攪拌槳強化不互溶液—液體系的分散特性。主要考察了操作條件(如攪拌轉速、功率消耗等)、槳的安裝位置及液位高度等對分散相臨界轉速、液滴的直徑分布與平均直徑的影響,從這幾個角度研究了該槳在分散相分散過程中的性能特性,同時對分散液滴的分散機理進行了初步的研究。液—液非均相體系中分散相的分散性是考察攪拌槳的分散性能的最重要的參數(shù),而分散相的分散性主要體現(xiàn)在液滴大小及其分布規(guī)律兩個方面,因此一種可以準確測量分散相液滴的直徑分布與平均直徑的方法至關重要。本實驗通過基于平面激光誘導熒光技術(PLIF)的液滴直徑測量方法結合折光率匹配,對攪拌釜中非均相體系的二維平面上的分散相液滴分散情況進行拍照,并通過自編的圖像處理軟件對所拍攝的圖片進行處理,進而得到了液滴的直徑數(shù)據(jù)。由液滴的直徑數(shù)據(jù)可統(tǒng)計出液滴的直徑分布,進而計算出液滴的索特爾(Sauter)平均直徑。該方法既具有壁外拍照法的無干擾流場、測量精度高、設備搭建簡單等優(yōu)勢,同時又排除了拍照法中由于液滴重疊所造成的誤差。首先對本實驗中所用的新型多葉片組合式攪拌槳在釜內(nèi)的安裝位置及體系的液位高度進行了確定。采用照相法考察了實驗中的操作參數(shù)(攪拌器浸沒深度 S、釜底間隙C、液位高度H)對分散相分散性的影響。通過控制變量結合照相法所拍攝的圖片得出:槳的最佳安裝位置為C=20mm、S=50mm,結合槳的高度將體系的液位高度定為H=300mm。槳的安裝位置與體系的液位高度確定后,采用測量攪拌軸扭矩結合轉速計算功率消耗的方法,來測量該新型攪拌槳在釜內(nèi)的功率消耗與功率準數(shù)。同時考察攪拌槳轉速、分散相體積分數(shù)、分散相粘度等參數(shù)對單位體積功率消耗及雷諾數(shù)對功率準數(shù)的影響。本實驗通過基于PLIF技術的液滴直徑測量方法來系統(tǒng)的考察分散相的物性參數(shù)和操作條件(攪拌槳轉速、分散相體積分數(shù))對液液分散臨界轉速、液滴的直徑分布與索特爾平均直徑的影響,并得到了非常精確的數(shù)據(jù)。
【圖文】：

槳形式主要有：平直葉槳式、六直葉開啟渦輪式、布爾馬金式、三葉后掠式、后彎葉開逡逑啟渦輪、后彎葉圓盤渦輪式、鋸齒圓盤式、平直葉圓盤渦輪式、六弧葉圓盤渦輪式等，逡逑其結構形式如圖１－１所示。徑向流攪拌槳可以通過主體對流擴散和渦流擴散實現(xiàn)小范圍逡逑內(nèi)的混合。工業(yè)應用與實驗數(shù)據(jù)分析都表明了徑向流攪拌槳存在槳區(qū)剪切作用非常大，逡逑而全釜內(nèi)的分散效果卻不佳的缺陷。故相對于軸流式槳而言，，徑向流攪拌槳主要作用于逡逑局部分散。其中平直葉圓盤渦輪式攪拌槳（ＤＴ）是典型的徑向流攪拌槳，它由一個圓逡逑盤上均勻焊接六個平直葉構成，結構簡單且容易加工［２７１。該槳在互不相溶液一液分散體逡逑系的攪拌釜中形成雙環(huán)形流型，其流型如圖１－２邋（ａ）所示，沿著反應器軸向流體相互循逡逑環(huán)差。但當平直葉圓盤渦輪式攪拌槳靠近液面時，流型由雙環(huán)型變?yōu)閱苇h(huán)型，流型如圖逡逑１－２邋（ｂ）所示，此時的攪拌效果比較好，但對于大高徑比的反應器卻容易在釜底形成滯逡逑留區(qū)。逡逑邐邐邋＿＿＾邋一逡逑0邋４１邋ｂ邋ｖｊ逡逑（ａ）邐（ｂ）逡逑圖１－２平直葉圓盤渦輪式攪拌槳攪拌釜中液相流型示意圖逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－２邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｆｌｏｗ邋ｒｅｇｉｍｅｓ邋ｉｎ邋ａ邋ｓｔｉｒｒｅｄ邋ｔａｎｋ邋ｅｑｕｉｐｐｅｄ邋ｗｉｔｈ邋ａ邋ｄｉｓｋ邋ｔｕｒｂｉｎｅ逡逑國外出現(xiàn)的比較典型的徑向流攪拌器有Ｒｕｓｈｔｏｎ槳、ＲＴ槳等

東南大學碩士學位論文逡逑葉開啟渦輪式、六箭葉圓盤渦輪式、折葉槳式、錨葉片組合式、最大葉片式、泛能式、逡逑六折葉圓盤渦輪式等，結構形式如圖１－４所示。六折葉圓盤渦輪式攪拌槳（ＰＤＴ）是典逡逑型混合流攪拌槳，它在攪拌釜內(nèi)形成的是單一環(huán)型流動，局部流體相互混合好，沿著反逡逑應器軸向流體相互交換差。逡逑■邐Ｖ．邐ｒｆｅ逡逑折葉槳式六折葉^u啟渦輪式錨葉片組合式逡逑—ｊ昏逡逑＃擔蓿?邐ｓｉ邋１１邋＿Ｌ逡逑ＩＮＴＥＲＩＶＩＩＧ邋六箭葉圓盤渦輪式邐泛能式逡逑Ｊｌ邐ｉｉ逡逑Ｕ邋Ｌ邋Ｊ邋ＬＪ逡逑ＭＩＧ邐六折葉１盤渦輪式最大葉片式逡逑圖１－４混合流式攪拌器示意圖逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－４邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｍｉｘｅｄ－ｆｌｏｗ邋ａｇｉｔａｔｏｒ逡逑關于同軸攪拌器混合時間的研究，最早由５0１１１＾丨（１＾［３（）］在１９９０年報道，該研究在牛逡逑頓體系中進行，內(nèi)槳為兩個Ｅｋａｔｏ槳，外槳為螺帶槳，其研究結果表明異向旋轉時的混逡逑合時間比單用Ｅｋａｔｏ槳短。１９９７年Ｔａｎｇｕ／１１用內(nèi)渦輪槳外螺帶槳的復合槳，得到了類逡逑似的結論。２００５年，ＴａｎｇＵｙ［３２］等人又研宄了牛頓和非牛頓流體中混合流式攪拌槳的功逡逑８逡逑
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TQ051.72

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 王定忠;內(nèi)外雙道葉片組合式攪拌槳試制成功[J];化工裝備技術;2001年06期

2 ;攪拌槳上的張力器[J];化學工程師;1992年05期

3 靳兆文,潘家禎;新型攪拌槳研究進展[J];化工裝備技術;2004年04期

4 張和照,楊中偉,馮波;多功能大型寬葉攪拌槳[J];化學工程;2004年04期

5 朱向哲;王偉;;攪拌槳排列方式對流場影響的有限元分析[J];石油化工設備;2007年03期

6 孫會;潘家禎;;新型內(nèi)外組合攪拌槳的開發(fā)及流場特性[J];機械工程學報;2007年11期

7 孝磊;;裝配式高效軸流攪拌槳的結構設計[J];科技創(chuàng)新導報;2012年09期

8 逄啟壽;曾文星;;稀土萃取三層攪拌槳不同插入深度對攪拌的影響[J];濕法冶金;2013年01期

9 蔡鑒明;杜嘉儒;;磷酸萃取槽攪拌槳用搪橡膠防腐[J];無機鹽工業(yè);1984年03期

10 魏文浩;劉晨光;;可用于制備均勻海藻酸鈉微球的新型攪拌槳設計[J];材料保護;2013年S2期

相關會議論文 前5條

1 羅偉釗;黃美發(fā);錢廣;;粉粒體垃圾攪拌機攪拌槳的力學分析與優(yōu)化設計[A];2011年機械電子學學術會議論文集[C];2011年

2 薛兆鵬;徐燕申;董宏;;結晶反應釜攪拌槳基于特征的參數(shù)化設計[A];制造業(yè)與未來中國——2002年中國機械工程學會年會論文集[C];2002年

3 杜旭光;馬海燕;矯彩山;;脈沖篩板柱液滴直徑分布規(guī)律的實驗研究[A];中國核學會核化工分會成立三十周年慶祝大會暨全國核化工學術交流年會會議論文集[C];2010年

4 顏少峰;李堅;徐剛;謝壘;方志祥;陶勇;;微創(chuàng)PLIF治療復發(fā)性腰椎間盤突出癥[A];浙江省醫(yī)學會骨科學分會30年慶典暨2011年浙江省骨科學學術年會論文匯編[C];2011年

5 儲驚蟄;崔志明;徐冠華;李衛(wèi)東;保國鋒;孫郁雨;王玲玲;;改良PLIF術治療單節(jié)段腰椎管狹窄癥[A];第20屆中國康協(xié)肢殘康復學術年會論文選集[C];2011年

相關重要報紙文章 前1條

1 高軍光;翼型軸流攪拌槳高效節(jié)能[N];中國化工報;2009年

相關博士學位論文 前3條

1 田美麗;結晶器攪拌槳快速設計與制造關鍵技術研究[D];天津大學;2007年

2 薛兆鵬;基于流場和結構優(yōu)化的攪拌槳設計/制造集成技術研究[D];天津大學;2003年

3 盧素敏;分散相微粒增強氣體吸收機理及預測模型[D];天津大學;2008年

相關碩士學位論文 前10條

1 孔仙達;新型多葉片組合式攪拌槳強化不互溶液液分散特性研究[D];東南大學;2017年

2 秦青;粘彈性聚合物溶液攪拌流場數(shù)值模擬研究[D];沈陽理工大學;2015年

3 何海先;剛柔組合攪拌槳強化流體混合過程中的節(jié)能降噪行為研究[D];重慶大學;2016年

4 高紹楠;結晶反應器攪拌槳型優(yōu)化[D];北京化工大學;2013年

5 孫東東;新型氣液分散攪拌槳的設計與性能表征[D];江南大學;2017年

6 師廣慶;基于升力面理論的軸流式攪拌槳設計[D];山東大學;2012年

7 吳雨唐;基于普魯蘭多糖發(fā)酵的攪拌槳參數(shù)優(yōu)化及攪拌性能分析[D];西南大學;2017年

8 蘇順開;新型攪拌槳對高粘度非牛頓流體氣液分散效果的動力學研究[D];江南大學;2010年

9 王勇平;萃取浸出過程數(shù)值模擬及設備參數(shù)優(yōu)化[D];江西理工大學;2012年

10 朱丹;磷銨生產(chǎn)煙囪尾氣水蒸氣回收工藝及裝置研究[D];昆明理工大學;2015年

本文編號：2550339