【摘要】：攪拌槽內(nèi)氣液兩相混合在廢水處理和化工、石油等過程工業(yè)中被廣泛運(yùn)用。而隨著社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展,對(duì)這些過程工業(yè)提出了更高要求,這意味著氣液混合攪拌亟需與時(shí)俱進(jìn),對(duì)傳統(tǒng)氣液攪拌槽的優(yōu)化和節(jié)能處理就十分重要。目前,國(guó)內(nèi)外關(guān)于葉輪安裝高度以及葉輪半徑對(duì)攪拌槽內(nèi)氣液兩相流混合水力特性影響的研究較少。本文通過在兩個(gè)物理模型基礎(chǔ)上進(jìn)行模擬預(yù)測(cè),以期為原有氣液混合攪拌槽優(yōu)化提供理論依據(jù)。將模擬數(shù)據(jù)對(duì)比后,我們發(fā)現(xiàn):(1)首先通過模型驗(yàn)證,證明通過閱讀相關(guān)文獻(xiàn)最終確定的歐拉-歐拉雙流體模型與標(biāo)準(zhǔn)(Standard)k-ε模型以及邊界條件對(duì)文獻(xiàn)中的物理模型在大進(jìn)氣流量(Q6.77m3/s)和低轉(zhuǎn)速(N11.7rev/s)情況下模擬結(jié)果可與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有較好的吻合,準(zhǔn)確率更高。說明所選的數(shù)學(xué)模型以及邊界條件可以為后續(xù)提供較高準(zhǔn)確率的模擬結(jié)果;(2)物理模型一單層葉輪模擬發(fā)現(xiàn)在葉輪上下各形成兩個(gè)漩渦,出現(xiàn)“雙漩渦”現(xiàn)象。隨著葉輪安裝高度增加,葉輪下方流體在獲得動(dòng)能后的擴(kuò)散空間增大,能量傳遞更充分,有更多流體可以參與氣液混合,因而混合范圍增大,混合效果增強(qiáng);同時(shí)隨著葉輪安裝高度增加,槽內(nèi)氣含率分布也沿軸向上移動(dòng),并且越靠近氣液交界面,界面上氣體越易進(jìn)入槽內(nèi),從而提高氣含率;結(jié)合對(duì)水平觀測(cè)面面平均氣含率進(jìn)行定量分析以及功耗對(duì)比認(rèn)為C/T=0.63對(duì)應(yīng)葉輪安裝高度最好;(3)物理模型二為雙層葉輪,通過改變?nèi)~輪半徑,模擬結(jié)果直觀顯示出葉輪半徑越大,流體流速增大,高流速范圍也隨之增大,并且葉輪對(duì)流體運(yùn)動(dòng)逐漸占據(jù)支配地位,混合范圍從軸向循環(huán)逐漸增強(qiáng)徑向擴(kuò)散,從而四種工況中葉輪半徑越大,徑向氣含率越高,而對(duì)軸向氣含率影響較小;對(duì)水平觀測(cè)面面平均氣含率進(jìn)行定量分析結(jié)合功耗分析認(rèn)為D/T=0.5對(duì)應(yīng)葉輪半徑最好。
【圖文】：

圖 2.1 數(shù)值模擬流程圖Figure 2.1 Steps of numerical simulation 程可以看出，利用 CFD 進(jìn)行數(shù)值模擬的首要，，控制方程包含三個(gè)方程：質(zhì)量守恒方程連續(xù)性方程，以空間中固定位置的微元體 u vt x y z 的密度，u 、v、w指的是速度矢量U 式中后三項(xiàng)表示質(zhì)量流密度（單位時(shí)間內(nèi)

圖 2.2 湍流模型Figure 2.2 Turbulence model型型中湍流強(qiáng)度和時(shí)間尺度通過求解兩個(gè)單獨(dú)的標(biāo)準(zhǔn) k-ε 模型屬于該類模型，從首次提出就已廣泛的湍流流動(dòng)的穩(wěn)健性，經(jīng)濟(jì)性和合理的準(zhǔn)確性性。在推導(dǎo)雙方成湍流模型方程時(shí)需結(jié)合實(shí)際模型。包含湍動(dòng)動(dòng)能（k）和湍動(dòng)動(dòng)能耗散率（ε）兩個(gè)輸精確方程導(dǎo)出，而通過物理推理得出 ε 模型方程 k-ε 模型中湍動(dòng)動(dòng)能 k，湍動(dòng)動(dòng)能耗散率 ε 分 ti k b kpk pku G G
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TV734

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李良超;王嘉駿;顧雪萍;馮連芳;李伯耿;;雙層槳攪拌槽內(nèi)局部氣液分散特性研究[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2009年03期

2 王濤;雍玉梅;禹耕之;楊超;毛在砂;仇振華;;一種新型攪拌槳多相混合性能研究[J];化學(xué)反應(yīng)工程與工藝;2009年01期

3 王樂勤;杜紅霞;吳大轉(zhuǎn);戴維平;;多層槳式攪拌罐內(nèi)混合過程的數(shù)值模擬[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2007年03期

4 陳良才;黃紅科;楊德遼;馮志力;陳漢平;;氣液攪拌釜中不同因素對(duì)混合時(shí)間的影響[J];化學(xué)反應(yīng)工程與工藝;2006年05期

5 包雨云;龍建剛;高正明;施力田;;上浮顆粒特性對(duì)三相攪拌槽內(nèi)固-液懸浮及氣-液分散的影響[J];高校化學(xué)工程學(xué)報(bào);2006年01期

6 李向陽;禹耕之;毛在砂;;雙層槳表面曝氣反應(yīng)器構(gòu)型優(yōu)化[J];過程工程學(xué)報(bào);2005年06期

7 張和照,楊中偉,馮波;多功能大型寬葉攪拌槳[J];化學(xué)工程;2004年04期

8 陳凱,王嘉駿,顧雪萍,馮連芳,王凱;雙層攪拌器組合的氣液分散性能研究[J];化學(xué)工程;2004年03期

9 劉飛鳴,林興華,施建強(qiáng),吳志剛;組合槳的氣液攪拌特性實(shí)驗(yàn)研究[J];化工機(jī)械;2004年02期

10 沈春銀,陳劍佩,張家庭,戴干策;氣液兩相機(jī)械攪拌釜中翼型組合槳持氣特性[J];化學(xué)工程;2004年01期

本文編號(hào)：2663072