低雷諾數(shù)下實(shí)現(xiàn)機(jī)械攪拌混沌混合的模擬與實(shí)驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-25 10:41
攪拌操作是最常見、應(yīng)用最廣的流體混合過程的單元操作之一,大量應(yīng)用于冶金、化工及廢水處理等工程行業(yè)。本文主要研究討論的是攪拌技術(shù)中的機(jī)械攪拌。在某些工程問題中,需要在低雷諾數(shù)下進(jìn)行機(jī)械攪拌,且有些攪拌介質(zhì)粘度較大,這對(duì)機(jī)械攪拌的操作與攪拌器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提出了更高的要求。本文基于混沌理論,結(jié)合機(jī)械攪拌工藝特性及設(shè)計(jì)參數(shù),合理的簡(jiǎn)化模型結(jié)構(gòu),建立了機(jī)械攪拌數(shù)值計(jì)算模型,設(shè)計(jì)并搭建機(jī)械攪拌水模型實(shí)驗(yàn)平臺(tái),采用平面激光誘導(dǎo)熒光(PLIF)技術(shù),對(duì)比數(shù)值計(jì)算模型的計(jì)算結(jié)果,研究了不同的擋板布置(不安裝擋板、安裝4片擋板及安裝6片擋板)及兩個(gè)控制變量(偏心率、攪拌轉(zhuǎn)速)引起的攪拌槽內(nèi)流場(chǎng)及流型變化對(duì)混合效率及攪拌穩(wěn)定時(shí)間的影響,以及攪拌槽內(nèi)攪拌介質(zhì)為油水兩相時(shí),上述設(shè)置引起的攪拌槽內(nèi)流場(chǎng)及流型變化對(duì)混合效率及攪拌穩(wěn)定時(shí)間的影響。研究表明,攪拌軸偏心布置能破壞槽內(nèi)流場(chǎng)分布的對(duì)稱性,一定程度上干擾混合隔離區(qū)的穩(wěn)定存在。偏心率過小時(shí)槽內(nèi)流場(chǎng)仍趨于對(duì)稱,切向流動(dòng)明顯。隨著偏心率的增加,高速區(qū)域流體在速度勢(shì)的作用下流向低速流體區(qū),打破攪拌槽內(nèi)切向流動(dòng)的周期性,削弱混合隔離區(qū)。安裝4片擋板時(shí),切向力對(duì)流體的切向作...
【文章來源】:昆明理工大學(xué)云南省
【文章頁數(shù)】:95 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
gure1.1FluiD)這一方法
性的有效工中獲取到一D 方法能的影響[54-合情況。另器的反應(yīng)過的優(yōu)勢(shì),CD 數(shù)值計(jì)分(包括攪行三維物理建物理模解即在確算,一般利性,以及攪工具,不僅一些由實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚰M出處-56]。通過對(duì)另一方面就過程,就可CFD 才在科計(jì)算流程圖如攪拌槽、攪?yán)砟P徒⑿瓦M(jìn)行空間確定了相應(yīng)的利用軟件及攪拌槽內(nèi)部?jī)H很大程度驗(yàn)方法無法處于不同工對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行就是模型與可以預(yù)計(jì)放科學(xué)技術(shù)飛如圖 1.2 所攪拌軸、攪立,并確定間離散,使的邊界條件及程序完成部的速度矢度上降低了工法得到的信工況下,對(duì)行可視化,能與設(shè)備的大放大后的混合飛速發(fā)展的今所示。在本文攪拌槳以及一定流動(dòng)控制方使其被劃分件、湍流模成;后處理是矢量、壓力工作量,節(jié)息,受到了流場(chǎng)的流體能夠讓研究小,一旦被合和反應(yīng)性今天,在各文中,建模一些研究必方程及初、分成多個(gè)控制型等的基礎(chǔ)是指獲得攪云圖等內(nèi)流節(jié)省了大量了廣大研究體混合、熱究人員直觀被驗(yàn)證可以性能[57,58]。個(gè)領(lǐng)域都得模就是將攪必須的附屬邊值條件制方程能夠礎(chǔ)上,根據(jù)攪拌設(shè)備的流狀態(tài)。量的時(shí)究人員熱量傳觀的看以合理也正得到廣攪拌設(shè)屬設(shè)備件;生夠求解據(jù)實(shí)際的功率
數(shù)擋沌經(jīng)場(chǎng)板內(nèi)板板(c)Figu數(shù)的取值、擋擋板系數(shù)作為沌攪拌理論,經(jīng)驗(yàn)性占據(jù)主的變化。本板時(shí)擋板對(duì)攪混合情況進(jìn)板數(shù)量;板寬度,mm離底擋板圖 2.1ure 2.1 Four擋板安裝方為影響攪拌,以擋板設(shè)主導(dǎo),研究本文采用較攪拌槽內(nèi)流進(jìn)行了對(duì)比 /d dn b Dm;常見的四種common me方式的差異拌槽內(nèi)混合設(shè)置方式結(jié)究結(jié)果與實(shí)較常見的側(cè)流形的影響比。根據(jù)全 1.2 0.35(d種擋板安裝方ethods of baf都會(huì)影響到合效率的因合攪拌方式際過程相差壁擋板進(jìn)行進(jìn)行了研究全擋板條件[d)底部十字擋方式ffle mounting到攪拌槽內(nèi)素這類課題式對(duì)混合程差很大,而行分析,對(duì)究,并與不72]:擋板g內(nèi)部的流場(chǎng)題不在少數(shù)程度影響的而且不能直對(duì)安裝 4 片不安裝擋板分?jǐn)?shù)報(bào)觀擋時(shí)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]層流攪拌槽研究方法及研究現(xiàn)狀[J]. 王偉龍,劉鑫,孫桐運(yùn). 石化技術(shù). 2017(12)
[2]攪拌槽內(nèi)氣液兩相混沌混合及分散特性[J]. 谷德銀,劉作華,張姬一哲,邱發(fā)成,李軍,陶長(zhǎng)元,王運(yùn)東. 化工學(xué)報(bào). 2018(02)
[3]基于CFD流場(chǎng)模擬的反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 徐勝利,張博倫,程昉. 化工進(jìn)展. 2016(S2)
[4]攪拌容器中的混合時(shí)間:實(shí)驗(yàn)技術(shù)的綜述(英文)[J]. Gabriel Ascanio. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2015(07)
[5]“波紋”內(nèi)壁攪拌槽內(nèi)的湍流流動(dòng)特性[J]. 張翠勛,楊鋒苓,連繼詠. 化工進(jìn)展. 2015(04)
[6]偏心組合槳攪拌槽內(nèi)層流混合過程的數(shù)值模擬[J]. 梁瑛娜,高殿榮,拜亮. 化工進(jìn)展. 2014(12)
[7]全擋板條件下?lián)醢鍞?shù)目對(duì)攪拌式反應(yīng)罐內(nèi)部流場(chǎng)的影響[J]. 劉青,田強(qiáng). 應(yīng)用科技. 2014(04)
[8]頂吹兩相流影響熔池?cái)嚢栊Ч乃P蛯?shí)驗(yàn)研究[J]. 熊靚,王華,王沖,王仕博,楊濮亦,劉泛函. 化工進(jìn)展. 2014(07)
[9]環(huán)保疏浚余水處理混合攪拌裝置設(shè)計(jì)[J]. 王苗苗,胡保安,顧平. 中國(guó)港灣建設(shè). 2014(05)
[10]圓盤渦輪式槳葉對(duì)攪拌槽混合特性影響的CFD研究[J]. 賈慧靈,齊巖,李沼希. 化工進(jìn)展. 2014(05)
碩士論文
[1]低雷諾數(shù)下攪拌槽/反應(yīng)器內(nèi)流動(dòng)特性的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 姜蒙霞.北京化工大學(xué) 2013
[2]攪拌槽內(nèi)混沌混合的數(shù)值模擬[D]. 李勃.山東大學(xué) 2008
本文編號(hào):3249062
【文章來源】:昆明理工大學(xué)云南省
【文章頁數(shù)】:95 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
gure1.1FluiD)這一方法
性的有效工中獲取到一D 方法能的影響[54-合情況。另器的反應(yīng)過的優(yōu)勢(shì),CD 數(shù)值計(jì)分(包括攪行三維物理建物理模解即在確算,一般利性,以及攪工具,不僅一些由實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚰M出處-56]。通過對(duì)另一方面就過程,就可CFD 才在科計(jì)算流程圖如攪拌槽、攪?yán)砟P徒⑿瓦M(jìn)行空間確定了相應(yīng)的利用軟件及攪拌槽內(nèi)部?jī)H很大程度驗(yàn)方法無法處于不同工對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行就是模型與可以預(yù)計(jì)放科學(xué)技術(shù)飛如圖 1.2 所攪拌軸、攪立,并確定間離散,使的邊界條件及程序完成部的速度矢度上降低了工法得到的信工況下,對(duì)行可視化,能與設(shè)備的大放大后的混合飛速發(fā)展的今所示。在本文攪拌槳以及一定流動(dòng)控制方使其被劃分件、湍流模成;后處理是矢量、壓力工作量,節(jié)息,受到了流場(chǎng)的流體能夠讓研究小,一旦被合和反應(yīng)性今天,在各文中,建模一些研究必方程及初、分成多個(gè)控制型等的基礎(chǔ)是指獲得攪云圖等內(nèi)流節(jié)省了大量了廣大研究體混合、熱究人員直觀被驗(yàn)證可以性能[57,58]。個(gè)領(lǐng)域都得模就是將攪必須的附屬邊值條件制方程能夠礎(chǔ)上,根據(jù)攪拌設(shè)備的流狀態(tài)。量的時(shí)究人員熱量傳觀的看以合理也正得到廣攪拌設(shè)屬設(shè)備件;生夠求解據(jù)實(shí)際的功率
數(shù)擋沌經(jīng)場(chǎng)板內(nèi)板板(c)Figu數(shù)的取值、擋擋板系數(shù)作為沌攪拌理論,經(jīng)驗(yàn)性占據(jù)主的變化。本板時(shí)擋板對(duì)攪混合情況進(jìn)板數(shù)量;板寬度,mm離底擋板圖 2.1ure 2.1 Four擋板安裝方為影響攪拌,以擋板設(shè)主導(dǎo),研究本文采用較攪拌槽內(nèi)流進(jìn)行了對(duì)比 /d dn b Dm;常見的四種common me方式的差異拌槽內(nèi)混合設(shè)置方式結(jié)究結(jié)果與實(shí)較常見的側(cè)流形的影響比。根據(jù)全 1.2 0.35(d種擋板安裝方ethods of baf都會(huì)影響到合效率的因合攪拌方式際過程相差壁擋板進(jìn)行進(jìn)行了研究全擋板條件[d)底部十字擋方式ffle mounting到攪拌槽內(nèi)素這類課題式對(duì)混合程差很大,而行分析,對(duì)究,并與不72]:擋板g內(nèi)部的流場(chǎng)題不在少數(shù)程度影響的而且不能直對(duì)安裝 4 片不安裝擋板分?jǐn)?shù)報(bào)觀擋時(shí)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]層流攪拌槽研究方法及研究現(xiàn)狀[J]. 王偉龍,劉鑫,孫桐運(yùn). 石化技術(shù). 2017(12)
[2]攪拌槽內(nèi)氣液兩相混沌混合及分散特性[J]. 谷德銀,劉作華,張姬一哲,邱發(fā)成,李軍,陶長(zhǎng)元,王運(yùn)東. 化工學(xué)報(bào). 2018(02)
[3]基于CFD流場(chǎng)模擬的反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 徐勝利,張博倫,程昉. 化工進(jìn)展. 2016(S2)
[4]攪拌容器中的混合時(shí)間:實(shí)驗(yàn)技術(shù)的綜述(英文)[J]. Gabriel Ascanio. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2015(07)
[5]“波紋”內(nèi)壁攪拌槽內(nèi)的湍流流動(dòng)特性[J]. 張翠勛,楊鋒苓,連繼詠. 化工進(jìn)展. 2015(04)
[6]偏心組合槳攪拌槽內(nèi)層流混合過程的數(shù)值模擬[J]. 梁瑛娜,高殿榮,拜亮. 化工進(jìn)展. 2014(12)
[7]全擋板條件下?lián)醢鍞?shù)目對(duì)攪拌式反應(yīng)罐內(nèi)部流場(chǎng)的影響[J]. 劉青,田強(qiáng). 應(yīng)用科技. 2014(04)
[8]頂吹兩相流影響熔池?cái)嚢栊Ч乃P蛯?shí)驗(yàn)研究[J]. 熊靚,王華,王沖,王仕博,楊濮亦,劉泛函. 化工進(jìn)展. 2014(07)
[9]環(huán)保疏浚余水處理混合攪拌裝置設(shè)計(jì)[J]. 王苗苗,胡保安,顧平. 中國(guó)港灣建設(shè). 2014(05)
[10]圓盤渦輪式槳葉對(duì)攪拌槽混合特性影響的CFD研究[J]. 賈慧靈,齊巖,李沼希. 化工進(jìn)展. 2014(05)
碩士論文
[1]低雷諾數(shù)下攪拌槽/反應(yīng)器內(nèi)流動(dòng)特性的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 姜蒙霞.北京化工大學(xué) 2013
[2]攪拌槽內(nèi)混沌混合的數(shù)值模擬[D]. 李勃.山東大學(xué) 2008
本文編號(hào):3249062
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