固液攪拌在食品加工、石油化工和生物制藥等行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用,攪拌槽內(nèi)固液兩相流動特性的研究,不僅使我們對結(jié)晶、發(fā)酵和礦物浮選等單元操作有更加深入的了解,而且也為相關(guān)數(shù)值模擬的驗(yàn)證提供了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。就固液攪拌槽內(nèi)的光學(xué)測量而言,多數(shù)文獻(xiàn)中固含率均在1%以內(nèi)。但是通常在攪拌槽內(nèi)進(jìn)行的結(jié)晶過程,其固含率往往超過20%。因此本研究中將折射率匹配技術(shù)與粒子圖像測速技術(shù)（PIV）結(jié)合,測量了固液攪拌槽內(nèi)高固含率下（≤20%）兩相流動特性。本實(shí)驗(yàn)中將苯基硅油和甲基硅油混合與直徑2 mm的硼硅酸鹽玻璃珠進(jìn)行折射率匹配,并結(jié)合2D-PIV技術(shù),研究了:（1）穩(wěn)態(tài)攪拌槽內(nèi)固含率從0%增加至15%,不同相位角（0°,30°和60°）時液相流場和固體顆粒濃度的分布規(guī)律;（2）槳葉啟動過程中,攪拌槽內(nèi)瞬態(tài)液相流場和固體顆粒分布特性。第（1）部分研究結(jié)果表明:穩(wěn)態(tài)攪拌槽內(nèi)連續(xù)相流體和分散相顆粒間有很明顯的相間耦合作用,隨著顆粒數(shù)量的增加,液相的平均速度最大衰減達(dá)到了 48%,湍流動能最大衰減達(dá)到了70%;然而對于攪拌槽底部區(qū)域,隨著顆粒數(shù)量的增加,特定位置處某一方向的液相速度有增大的趨勢。第（2）部分研究結(jié)果表明... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１?ＰＩＶ測速原理示意圖??Ｆｉｇ．?１－１?Ｓｋｅｔｃｈ?ｍａｐ?ｏｆ?ＰＩＶ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ??

?北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文???表２－１攪拌裝置尺寸??Ｔａｂｌｅ?２－１?Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｇｉｔａｔｉｏｎ?ｄｅｖｉｃｅ??名稱?數(shù)值／ｍｍ??槽底滴底部邊長ｒ?１２０??液位高度／／?１２０??攪拌槽高度１７５??槳葉直徑Ｄ?８０???獎葉離底距離Ｃ?４０???如圖２－２所示，本實(shí)驗(yàn)中所用攪拌槳為標(biāo)準(zhǔn)的４５°四斜葉ＰＢＴ槳，其具體尺寸見??表２－２。為避免實(shí)驗(yàn)過程中激光照射在槳葉和攪拌軸表面發(fā)生折射對實(shí)驗(yàn)人員和實(shí)驗(yàn)??設(shè)備造成損傷，整個攪拌槳和攪拌軸表面均采用啞光黑色噴塑處理。??（ａ）?（ｂ）??圖２－２?ＰＢＴ槳（ａ）模型圖，（ｂ）實(shí)物圖??Ｆｉｇ．?２－２?ＰＢＴ?（ａ）?ｓｋｅｔｃｈ?ｍａｐ，?（ｂ）?ｐｈｙｓｉｃａｌ?ｍａｐ??表２－２攪拌槳尺寸??Ｔａｂｌｅ?２－２?Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｉｍｐｅｌｌｅｒ??攪拌槳參數(shù)名稱?數(shù)值／ｍｍ???攪拌槳直徑?８０??輪轂外徑?２３??輪轂內(nèi)徑?１６??輪轂高度?１４??葉片長度?３１．５??葉片寬度?１６???葉片厚度?３???２．１．２攪拌驅(qū)動裝置??穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)中所用攪拌驅(qū)動裝置包括電機(jī)、聯(lián)軸器、電機(jī)支架和攪拌軸，其中ＡＢＢ??１４??

ｙｓｔｅｍ??????伺服電機(jī)?美國?Ｋｏｌｌｍｏｒｇｅｎ?ＡＫＭ６３Ｌ－ＡＣＣＮＲ－００??驅(qū)動器?ＡＫＤ－Ｍ０１２０６－ＭＣＥＣ－００００??動力電纜?ＶＰ－５０８ＣＥＡＮ－０３???反饋電纜?ＶＦ－ＲＡ２４７４Ｎ－０３???２．２實(shí)驗(yàn)物系及操作條件??２．２．１實(shí)驗(yàn)物系??由于硼硅酸鹽玻璃良好的透光性，較高的硬度以及經(jīng)濟(jì)適用性，本實(shí)驗(yàn)中選用粒??徑為２?ｍｍ的硼硅酸鹽玻璃珠作為分散相，經(jīng)過電子游標(biāo)卡尺測量，其粒徑偏差控制??在±０．０２?ｍｍ。圖２－３為本實(shí)驗(yàn)在粒徑測量過程中所用電子游標(biāo)卡尺。??ＩｊＥ??（ａ）?（ｂ）??圖２－３?（ａ）電子游標(biāo)卡尺；（ｂ）測量數(shù)值??Ｆｉｇ．?２－３?（ａ）?Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ?ｖｅｒｎｉｅｒ?ｃａｌｉｐｅｒ；?（ｂ）?ｍｅａｓｕｒｅｄ?ｖａｌｕｅ??為了在分散相體積分?jǐn)?shù)為１５％時獲得良好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及避免實(shí)驗(yàn)過程中激光對??實(shí)驗(yàn)人員和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的損傷，分散相和連續(xù)相需要有十分接近的折射率。本實(shí)驗(yàn)中采??１５??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]過渡流攪拌槽內(nèi)固-液懸浮的直接數(shù)值模擬[J]. 李庚鴻,李志鵬,高正明,Jos Derksen.  科學(xué)通報. 2018(34)
[2]大型礦漿調(diào)漿攪拌槽的設(shè)計(jì)及工業(yè)應(yīng)用[J]. 王青芬,張建輝.  有色金屬(選礦部分). 2013(06)
[3]組合槳液相攪拌槽內(nèi)流動特性的實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值模擬[J]. 趙靜,程先明,高正明.  北京化工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2011(03)
[4]攪拌槽內(nèi)流動結(jié)構(gòu)的粒子圖像測速技術(shù)研究[J]. 吳瑩,閔健,李志鵬,高正明.  北京化工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2007(06)
[5]應(yīng)用折射率匹配技術(shù)測量復(fù)雜形狀通道內(nèi)的液體流場[J]. 張超杰,張鳴遠(yuǎn),盧勇,孟桂祥,楊建,蘇玉亮.  西安交通大學(xué)學(xué)報. 2002(11)
[6]應(yīng)用電導(dǎo)探針測定固－液兩相流的局部速度[J]. 黃雄斌,包雨云,施力田,王英琛.  高�；瘜W(xué)工程學(xué)報. 1995(02)
[7]應(yīng)用熱膜風(fēng)速儀測定攪拌槽內(nèi)氣──液兩相流的流體力學(xué)參數(shù)[J]. 高正明,姚文杰,王英琛,施力田,傅舉孚.  化學(xué)反應(yīng)工程與工藝. 1994(01)

碩士論文
[1]固液攪拌槽內(nèi)固相和液相速度特性的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 王嘉瑋.北京化工大學(xué) 2017
[2]低雷諾數(shù)下攪拌槽/反應(yīng)器內(nèi)流動特性的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 姜蒙霞.北京化工大學(xué) 2013
[3]低雷諾數(shù)下雙層WH槳攪拌槽內(nèi)流場的PIV研究[D]. 曲博林.北京化工大學(xué) 2011



本文編號：3217288