攪拌器是化學(xué)工業(yè)中最常用的設(shè)備之一,其中槳式攪拌器以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、對(duì)于低粘度流體混合的效果較好等優(yōu)勢(shì),得到廣泛的應(yīng)用。在攪拌操作中,固-液兩相混合最為常見(jiàn),但對(duì)其混合效果的優(yōu)化研究在不斷地深入當(dāng)中�；谝陨媳尘�,本文選取數(shù)值模擬的方法,設(shè)計(jì)出新型攪拌器,對(duì)攪拌容器內(nèi)部的固-液兩相流場(chǎng)、新型攪拌器的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析,以此來(lái)得到能夠使容器內(nèi)部固-液兩相流混合效果最好、固液懸浮狀態(tài)最佳的最優(yōu)參數(shù)組。本文中,所設(shè)計(jì)的新型攪拌器是在標(biāo)準(zhǔn)槳式攪拌裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造:采用六葉片(平直槳葉),并在葉片的末端加固一個(gè)平滑的圓柱狀薄片。通過(guò)理論上分析,這樣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將使該攪拌裝置產(chǎn)生軸向射流,其目的在于提高攪拌效率,增強(qiáng)攪拌裝置的混合性能。采用ANSYS 14.0中的CFX軟件對(duì)攪拌容器內(nèi)部的固-液兩相流場(chǎng)混合的結(jié)果進(jìn)行數(shù)值模擬分析。通過(guò)對(duì)不同包圈高度、不同攪拌轉(zhuǎn)速、攪拌槳不同安裝高度以及攪拌槳不同槳葉直徑的流場(chǎng)混合結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,對(duì)其模擬得出的液相速度矢量圖、固相速度矢量圖以及固含率云圖等進(jìn)行分析,從而得出使固-液兩相混合效果達(dá)到最佳狀態(tài)的參數(shù)值,進(jìn)一步得到新型攪拌器的最優(yōu)參數(shù)組合,提高固-液兩相混合的攪拌效率。通過(guò)對(duì)模擬結(jié)果的分析對(duì)比,可以得到:攪拌容器的內(nèi)徑為500mm,槳葉直徑為300mm,新型攪拌器加設(shè)包圈高度為45mm,攪拌器工作轉(zhuǎn)速為350?8)4)9),攪拌槳的安裝高度為275mm時(shí),攪拌容器內(nèi)固-液兩相的混合效果較好,固液懸浮狀態(tài)達(dá)到最佳。
【學(xué)位單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TQ051.72
【部分圖文】：

9（c）攪拌工作時(shí)的切向流 （d）攪拌工作時(shí)的“打旋現(xiàn)象”圖 1.1 槳式攪拌器工作時(shí)的流型Fig. 1.1 Flow pattern of oar type agitator working設(shè)備工作時(shí)，軸向流的流動(dòng)方向是與攪拌軸平行的。介質(zhì)從軸向流入般情況下，攪拌介質(zhì)在攪拌容器內(nèi)部形成的總體流動(dòng)為軸向流循環(huán)，度不高，比較適用于低粘度的互溶液體之間的混合、固體顆粒的懸浮觀混合中利用較為合適。備在工作時(shí)產(chǎn)生的徑向流，是攪拌介質(zhì)（液體）在攪拌槽內(nèi)作切向和總體流動(dòng)過(guò)程比較復(fù)雜。徑向流的流動(dòng)方向是垂直于攪拌軸，沿?cái)嚢钄嚢杵骱蛿嚢枞萜鲀?nèi)壁之間流動(dòng)。此種流型適用于攪拌中等和低粘度不互溶液體的混合、氣體和固體的溶解、液相反應(yīng)以及傳熱等此類操

圖 2.1 CFD 求解過(guò)程流程圖Fig. 2.1 CFD solution process flow chart CFX-Pre，主要是用來(lái)完成數(shù)值模擬的前處理工作的。在前處理戶向 CFD 軟件輸入與所求解問(wèn)題相關(guān)的參數(shù)設(shè)置。也就相當(dāng)于處理器，主要是用來(lái)對(duì)幾何計(jì)算的區(qū)域進(jìn)行整體建立，再將計(jì)算劃分為若干個(gè)子區(qū)域，從而形成由單元組合而成的網(wǎng)格。將所要，通過(guò)前處理器的方式，對(duì)其進(jìn)行抽象分析，并且選擇出與其相方程。進(jìn)一步選擇合適的物質(zhì)材料、相應(yīng)的模型等，為創(chuàng)建的計(jì)的初始條件、邊界條件。流場(chǎng)內(nèi)流動(dòng)問(wèn)題的求解，得到的結(jié)果精分的數(shù)量和質(zhì)量有關(guān)，通常網(wǎng)格數(shù)量越大，計(jì)算結(jié)果的質(zhì)量越高題的求解結(jié)果精度也就隨之越高，得到的模擬結(jié)果越準(zhǔn)確。但是得注意的是，前處理時(shí)網(wǎng)格劃分的數(shù)量越大，計(jì)算時(shí)對(duì)于計(jì)算機(jī)

第三章 計(jì)算方法能量的小尺寸流體團(tuán)如耗能機(jī)一般，會(huì)將大尺寸流體團(tuán)輸送來(lái)的能量全部耗體間慣性作用的存在，使得這一過(guò)程持續(xù)不斷地重復(fù)，并且隨著雷諾數(shù)的增流體團(tuán)與小尺寸流體團(tuán)間的慣性區(qū)作用范圍就越大。研究者們基于此規(guī)律進(jìn)一湍流微結(jié)構(gòu)的規(guī)律，從而揭示了湍流運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的空間分布特性，如下圖 3.1 所示
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2893461