攪拌反應(yīng)器在生物、制藥和石油等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。攪拌設(shè)備的振動影響零部件的工作性能,增加混合功耗,降低攪拌效率。如果發(fā)生共振現(xiàn)象,縮短設(shè)備工作壽命,嚴重時還會發(fā)生安全事故。因此,針對課題組前期開發(fā)的柔性Rushton攪拌槳進行振動特性研究。采用數(shù)值模擬和實驗測試相結(jié)合的方法研究槳軸系統(tǒng)的振動特性,并進一步分析轉(zhuǎn)速和攪拌介質(zhì)對于振動特性的影響。采用CFD數(shù)值模擬的方法對攪拌系統(tǒng)的流場特性進行分析,并采用流固耦合的方法對槳軸系統(tǒng)進行受力特性分析。結(jié)果表明,攪拌槳葉正面尾端出現(xiàn)壓力最大值,槳葉周圍出現(xiàn)速度最大值。槳軸系統(tǒng)的最大應(yīng)力位于柔性槳葉和剛性槳葉的連接處,最大變形位于柔性槳葉尾端,連接處是最容易導(dǎo)致槳軸系統(tǒng)失效的部位,安全系數(shù)隨著轉(zhuǎn)速或者攪拌介質(zhì)粘度的增加而減小。利用數(shù)值模擬的方法對槳軸系統(tǒng)進行振動特性分析,主要求解無預(yù)應(yīng)力和有預(yù)應(yīng)力時的各階固有頻率和振型。結(jié)果表明,預(yù)應(yīng)力會使各階固有頻率有所下降,下降比例均在3%以下;預(yù)應(yīng)力使變形槳葉的數(shù)量減少,槳葉變形量均有不同程度的增大。為了避免槳軸系統(tǒng)產(chǎn)生較大的響應(yīng),應(yīng)當(dāng)避開206 Hz和255 Hz。計算求得攪拌軸的臨界轉(zhuǎn)速為1452.6 ... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?ＰＩＶ測試系統(tǒng)??白曉莉等［１７］以水為攪拌介質(zhì)，利用Ｆｌｕｅｎｔ軟件對攪拌過程進行三維數(shù)值模??

超過一定數(shù)值時，結(jié)構(gòu)的自振頻率受水的影響將無法忽略。王浩［３７］??基于多步流固耦合方法，對氣體激振力預(yù)測方法進行重點研宄，提出流固耦合理??論下葉片氣體激振力的一種預(yù)測方法。李偉［３８］基于ＣＦＤ技術(shù)，對單層攪拌器和??三層攪拌器的流體動力學(xué)特性進行研宄。以流固耦合理論為基礎(chǔ)，借助ＡＮＳＹＳ??靜力學(xué)模塊求取攪拌槳和攪拌軸各點的應(yīng)力分布情況。結(jié)果表明，沿槳葉外端到??根部，槳葉受力逐漸增大；沿槳葉根部到外端，槳葉變形量逐漸增大，槳葉外端??擁有最大的變形量。其中，流固耦合分析類型如圖１．２所示。??流固耦合分析｜????Ｉ??分離解法???■？直接解法??單向流固耦合雙向流固耦合??同步求解￣１－??？順序求解??圖１．２流固耦合分析類型??５??

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??程。攪拌槽內(nèi)徑ｒ＝３００?ｍｍ，攪拌槽厚度５＝８?ｍｍ，攪拌槽高度／？＝４００?ｍｍ，攪??拌槽內(nèi)液相高度／／＝３００?ｍｍ。攪拌槳采用柔性Ｒｕｓｈｔｏｎ攪拌槳，即柔性六直葉圓??盤渦輪攪拌槳，六片槳葉均為柔性材料，且均勻分布在圓盤上。其中，柔性Ｒｕｓｈｔｏｎ??槳的槳葉總長／＝５０ｍｍ，柔性槳葉長度剛性槳葉長度／２＝１５ｍｍ，槳??葉寬度６＝２０?ｍｍ，槳葉厚度ｍｍ，柔性葉片和剛性葉片采用粘結(jié)連接。??Ｉ，??Ｊ，?．?＊？?＾?－?ｃ?？?Ｊ?，■？??圖２．１柔性Ｒｕｓｈｔｏｎ槳實物圖???????攪拌槳?攪拌軸???誠ｌ纏：?＾??｜ｖ?ｃｐ＃：－?Ｍ?ｒｐｉ＾Ｈ??ｃ?Ｌ?Ｊ?ｂ?Ｉ??攪拌????（ａ）三維裝置示意圖?（ｂ）二維尺寸示意圖??圖２．２攪拌反應(yīng)器三維裝置示意圖和二維尺寸示意圖??柔性Ｒｕｓｈｔｏｎ槳直徑Ｄ?＝?１５０?ｍｍ；圓盤直徑４＝７５?ｍｍ，厚度４＝２?ｍｍ；圓盤??輪轂用來安裝攪拌軸，內(nèi)徑ｄ２＝２０?ｍｍ，厚度５３?＝２?ｍｍ。柔性Ｒｕｓｈｔｏｎ槳結(jié)構(gòu)示??１２??


本文編號：3144860