同心雙螺旋靜態(tài)混合器是一種新型的靜態(tài)混合裝置,能夠?qū)崿F(xiàn)流體在混合管內(nèi)的同心反向螺旋流動(dòng)。為探究同心雙螺旋元件內(nèi)外葉片寬度比對混合效果的影響規(guī)律,利用Fluent中多相流混合模型對低雷諾數(shù)狀態(tài)下該混合器內(nèi)的混合過程進(jìn)行了數(shù)值模擬,研究結(jié)果表明:在較低雷諾數(shù)下,同心雙螺旋靜態(tài)混合器與對應(yīng)尺寸的傳統(tǒng)Kenics型混合器相比混合效果明顯提升,在葉片寬度比e為0～3/2時(shí)混合效果提升6.9%～28%;隨著內(nèi)外葉片寬度比的增大,混合效果呈現(xiàn)先增后減的規(guī)律,當(dāng)e=2/3時(shí)混合效果最好;在不同的寬度比下,流體的分離強(qiáng)度沿混合管軸向變化規(guī)律相同,即在第一個(gè)混合元件內(nèi)分離強(qiáng)度下降緩慢,第二、三個(gè)元件內(nèi)下降迅速,第四個(gè)元件內(nèi)幾乎保持不變而處于維持混合狀態(tài),說明本文所研究的混合器使用較少的混合元件即可達(dá)到較好的混合效果。 

【文章來源】：北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,47(01)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

圖1 雙螺旋結(jié)構(gòu)扭旋元件的幾何模型

混合管內(nèi)徑D=50 mm,管長L=500 mm,混合單元(4個(gè)混合元件)總長Li=300 mm,連續(xù)相流體入口長度La=125 mm,離散相流體入口管內(nèi)徑與混合管內(nèi)徑相同,兩管呈垂直狀態(tài),離散相入口管距離混合管入口端面Lb=25 mm,連續(xù)相入口至T型管相交位置距離Lc=50 mm,扭旋片厚度δ均為1 mm。外葉片與內(nèi)葉片寬度比范圍0～1.5,長度H均為75 mm(扭轉(zhuǎn)180°的軸向長度)�；旌瞎芙Y(jié)構(gòu)如圖2所示。定義葉片寬度比e為外葉片寬度與內(nèi)葉片寬度之比(Wo/Wi),本文研究e的改變對混合性能的影響。利用Fluent 17.0對混合管內(nèi)流體的混合過程進(jìn)行數(shù)值模擬,建模和劃分網(wǎng)格分別使用Solidworks軟件和ICEM CFD軟件完成。兩種液體采用T型入流方式,忽略重力的影響。多相流模型選擇mixture模型,連續(xù)相和離散相均采用均勻速度入口邊界條件�；旌瞎艿牧鲃�(dòng)狀態(tài)用連續(xù)相入口的雷諾數(shù)Re表示

針對e=2/3結(jié)構(gòu)的混合器,對管內(nèi)流動(dòng)區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分,建立了7種不同網(wǎng)格數(shù)量的模型,選取Re=400進(jìn)行模擬,分別得到相應(yīng)的分離強(qiáng)度和網(wǎng)格數(shù)量的關(guān)系,如圖3所示�？梢钥闯�,隨著網(wǎng)格數(shù)量的增加,分離強(qiáng)度逐漸趨于穩(wěn)定,網(wǎng)格數(shù)量大于等于161萬時(shí),分離強(qiáng)度幾乎保持不變,說明此時(shí)計(jì)算精度已不受網(wǎng)格數(shù)量影響。在同時(shí)保證收斂速度和計(jì)算精度的情況下,本文全部模擬均將網(wǎng)格數(shù)量控制在161萬以上。2 混合性能

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]旋流葉片軸向排列對靜態(tài)混合器混合特性的影響[J]. 孟輝波,吳劍華,禹言芳,陳旭.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(08)
[2]混合元件數(shù)對SK型靜態(tài)混合器流場特性的影響[J]. 龔斌,包忠平,張春梅,吳劍華.  化工學(xué)報(bào). 2009(08)
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本文編號：3408885