本文選題：攪拌槽　切入點：液固兩相流　出處：《中南大學》2012年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：攪拌槽內(nèi)液固兩相流的攪拌混合效率低,能耗大并且由于固體顆粒對攪拌葉輪的沖蝕磨損作用導致攪拌性能下降、振動等一系列問題。由于液固兩相流流動復雜,依靠理論分析和實驗研究的方法難以對攪拌混合的微觀特性進行分析。因此,采用計算流體力學(CFD)的方法研究攪拌槽的流場特性,對漿化攪拌槽水力設計和結構優(yōu)化有重要意義。論文的主要研究內(nèi)容： (1)攪拌槽仿真模型的建立。綜合運用Pro/E幾何造型技術、Gambit構建攪拌槽的非結構化網(wǎng)格模型,并定義網(wǎng)格模型的邊界類型和流體區(qū)域類型。采用CFD數(shù)值模擬的方法,應用多重參考系法(MRF)、 Eulerian多相流模型、RNG k-e湍流模型求解攪拌槽液固兩相流流場特性。 (2)從宏觀特性和湍流特性兩方面數(shù)值模擬不同槳型的攪拌槽的漿化性能,以提高漿化效率為目標對攪拌葉輪安裝角進行優(yōu)化設計。在優(yōu)化槳型的基礎上,分析了攪拌槽在不同工況時的流場速度分布、顆粒濃度分布、湍流強度分布進而分析攪拌工況對攪拌性能的影響,并分析了不同槳型在不同工藝參數(shù)時對攪拌功率的影響,并驗證了推導的功率關聯(lián)式的合理性。 (3)基于液固兩相流分析了雙層CBY攪拌槳的攪拌槽在不同的工況下粘性顆粒的速度分布、絕對壓力分布、剪應力分布并由此分析了攪拌葉輪的磨損趨勢。 (4)通過實驗研究漿化攪拌槽軸向和徑向的速度分布和顆粒濃度分布,以及不同濃度下攪拌功率與轉速的關系,并預測了不同濃度的攪拌功率準數(shù),將模擬結果與實驗數(shù)據(jù)進行了對比,驗證數(shù)值模擬分析的有效性。
[Abstract]:The mixing efficiency of liquid-solid two-phase flow in the stirred tank is low, the energy consumption is high, and a series of problems such as the deterioration of stirring performance and vibration caused by the erosion and wear of solid particles on the impeller are also discussed. It is difficult to analyze the microscopic characteristics of mixing by means of theoretical analysis and experimental study. Therefore, the flow field characteristics of stirred tank are studied by the method of computational fluid dynamics (CFD). It is of great significance to the hydraulic design and structure optimization of slurry agitator. The main contents of this paper are as follows:. 1) Establishment of agitator simulation model. The unstructured mesh model of agitator is constructed by using Pro/E geometric modeling technique, and the boundary type and fluid region type of the grid model are defined. The method of CFD numerical simulation is used. The multi-reference system method and Eulerian multiphase flow model are used to solve the characteristics of liquid-solid two-phase flow field in stirred tank. (2) the slurry performance of different impeller is simulated from macroscopic characteristic and turbulence characteristic, and the optimum design of impeller installation angle is carried out with the aim of improving slurry efficiency. On the basis of optimization of impeller type, The flow field velocity distribution, particle concentration distribution, turbulence intensity distribution of the stirred tank under different conditions are analyzed, and the influence of stirring conditions on the mixing performance is analyzed, and the influence of different propeller types on the stirring power under different technological parameters is analyzed. The rationality of the derived power correlation is verified. Based on the liquid-solid two-phase flow, the velocity distribution, absolute pressure distribution and shear stress distribution of viscous particles in the stirred tank of double-layer CBY impeller under different working conditions are analyzed, and the wear tendency of the impeller is analyzed. (4) the velocity distribution and particle concentration distribution in axial and radial direction of slurry mixing tank and the relationship between stirring power and rotating speed at different concentration were studied experimentally, and the number of mixing power criterion of different concentration was predicted. The simulation results are compared with the experimental data to verify the validity of the numerical simulation analysis.
【學位授予單位】：中南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TH117;O359

【參考文獻】

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本文編號：1582769