基于Fluent的固液均勻攪拌研究
發(fā)布時(shí)間:2022-08-02 16:15
隨著水土流失的加劇,黃河泥沙含量的監(jiān)測(cè)越來(lái)越重要,通過(guò)黃河泥沙含量的監(jiān)測(cè)可以了解區(qū)域水質(zhì)的變化,并對(duì)潛在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估和預(yù)測(cè)。由于黃河水的自然流動(dòng)和內(nèi)部巨大的翻攪力,實(shí)際監(jiān)測(cè)到的黃河水泥沙含量是相對(duì)均勻的。為了在實(shí)驗(yàn)室條件下還原黃河水中泥沙與水混合均勻的狀態(tài),需要設(shè)計(jì)出一種能夠?qū)崿F(xiàn)均勻攪拌的裝置。固液攪拌屬于多相流問(wèn)題,二者的運(yùn)動(dòng)滿足一定的規(guī)律,簡(jiǎn)單的攪拌難以混合均勻。本文通過(guò)對(duì)攪拌均勻性機(jī)理的研究,使用Fluent軟件對(duì)各個(gè)影響因子進(jìn)行仿真模擬,根據(jù)仿真結(jié)果設(shè)計(jì)出一種適合在實(shí)驗(yàn)室使用的均勻攪拌裝置。通過(guò)對(duì)固液攪拌的技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行研究,理清了固液攪拌現(xiàn)象的物理規(guī)律,明確了固液攪拌問(wèn)題的研究方法;確定了速度、攪拌器離底高度和是否安裝擋板作為影響攪拌均勻性的主要因子。本文選擇四直葉渦輪攪拌器作為研究對(duì)象,使用CATIA創(chuàng)建三維模型并通過(guò)Gambit進(jìn)行前處理,在Fluent中根據(jù)流體實(shí)際流動(dòng)狀態(tài)利用標(biāo)準(zhǔn)k-epsilon湍流模型、歐拉模型、多重參考系方法(MRF),對(duì)三種影響攪拌均勻性的因子分別進(jìn)行仿真模擬,得出轉(zhuǎn)速550 r/min,攪拌器離底高度h=1/4T,不加擋板是均勻攪拌的最優(yōu)組合...
【文章頁(yè)數(shù)】:74 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 選題背景與來(lái)源
1.2 固液懸浮的研究現(xiàn)狀
1.2.1 臨界懸浮轉(zhuǎn)速
1.2.2 攪拌設(shè)備結(jié)構(gòu)
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 固液懸浮數(shù)學(xué)模型
2.1 流體運(yùn)動(dòng)基本控制方程
2.2 Fluent計(jì)算原理介紹
2.3 求解方法及計(jì)算模型
2.3.1 歐拉法中常用模型
2.3.2 多重參考系方法(MRF)
2.4 Fluent數(shù)值模擬流程
2.5 本章小結(jié)
第三章 固液均勻攪拌影響因子的數(shù)值探究
3.1 攪拌器分類
3.1.1 常用攪拌槳結(jié)構(gòu)形式
3.1.2 攪拌器選型
3.2 攪拌速度對(duì)固液攪拌均勻性的影響研究
3.3 攪拌器離底高度對(duì)固液攪拌均勻性影響研究
3.4 擋板對(duì)固液攪拌均勻性的影響研究
3.5 本章小結(jié)
第四章 均勻攪拌裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1 攪拌機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1.1 攪拌電機(jī)選型
4.1.2 攪拌軸的設(shè)計(jì)
4.2 氣缸選型
4.3 其他相關(guān)附件的設(shè)計(jì)
4.4 本章小結(jié)
第五章 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
5.1 控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)
5.2 主要電子器件選型介紹
5.3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
5.4 均勻攪拌裝置人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀碩士期間取得的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]黃河泥沙基本特性分析及治理措施建議[J]. 盧書(shū)慧,張旭東,張治昊. 水利建設(shè)與管理. 2018(03)
[2]葉片安裝角對(duì)H型垂直軸風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能的影響研究[J]. 楊秋萍,席德科. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2017(09)
[3]攪拌固液懸浮研究進(jìn)展[J]. 楊鋒苓,周慎杰. 化工學(xué)報(bào). 2017(06)
[4]攪拌設(shè)備空心攪拌軸的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)[J]. 陸旭. 石油和化工設(shè)備. 2016(11)
[5]相同葉尖速比不同轉(zhuǎn)速的垂直軸風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能分析[J]. 黃鵬,王宏光. 能源研究與信息. 2014(03)
[6]浸出設(shè)備內(nèi)部流場(chǎng)研究[J]. 余良英,幸福堂,王晶. 礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā). 2014(02)
[7]混砂車攪拌罐內(nèi)混合過(guò)程的數(shù)值模擬[J]. 肖洋軼,石萬(wàn)凱,劉敬,楊思維,馬南飛. 長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(02)
[8]攪拌浸出槽固液兩相流場(chǎng)的數(shù)值模擬[J]. 吳宗武,孔建益,侯宇,王興東. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2014(02)
[9]旋流泵固液兩相流輸送特性試驗(yàn)[J]. 沙毅,劉祥松. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2013(22)
[10]水力旋流器油水分離數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 邵悅,趙會(huì)軍,王小兵. 常州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(02)
博士論文
[1]亞音速壁板的動(dòng)力學(xué)特性的理論及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 唐懷平.西南交通大學(xué) 2015
[2]黃河下游河道演變與河口演變相互作用規(guī)律研究[D]. 趙連軍.武漢大學(xué) 2005
碩士論文
[1]豎縫式魚(yú)道水力特性研究[D]. 楊培思.廣西大學(xué) 2017
[2]固液攪拌槽中多顆粒臨界懸浮特性的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張麗.北京化工大學(xué) 2017
[3]雙層攪拌體系中固液兩相流的數(shù)值模擬研究[D]. 丁楊.華東理工大學(xué) 2015
[4]新型旋流沉砂池固液兩相流數(shù)值模擬研究[D]. 葉勇.合肥工業(yè)大學(xué) 2012
[5]潛水?dāng)嚢杵魉μ匦缘膬?yōu)化研究[D]. 劉曉滿.北京建筑工程學(xué)院 2012
[6]流化冰在高熱流密度芯片冷卻中的應(yīng)用研究[D]. 崔倚琳.天津大學(xué) 2012
[7]潛水泵裝置水力特性及優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 劉榮華.揚(yáng)州大學(xué) 2010
[8]固液兩相流沉降模型與數(shù)值模擬研究[D]. 劉斌.太原科技大學(xué) 2009
[9]筒式攪拌器的研制及其攪拌性能研究[D]. 秦學(xué)民.大慶石油學(xué)院 2008
[10]華能德州電廠供水分析研究[D]. 孫振江.河海大學(xué) 2007
本文編號(hào):3668840
【文章頁(yè)數(shù)】:74 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 選題背景與來(lái)源
1.2 固液懸浮的研究現(xiàn)狀
1.2.1 臨界懸浮轉(zhuǎn)速
1.2.2 攪拌設(shè)備結(jié)構(gòu)
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 固液懸浮數(shù)學(xué)模型
2.1 流體運(yùn)動(dòng)基本控制方程
2.2 Fluent計(jì)算原理介紹
2.3 求解方法及計(jì)算模型
2.3.1 歐拉法中常用模型
2.3.2 多重參考系方法(MRF)
2.4 Fluent數(shù)值模擬流程
2.5 本章小結(jié)
第三章 固液均勻攪拌影響因子的數(shù)值探究
3.1 攪拌器分類
3.1.1 常用攪拌槳結(jié)構(gòu)形式
3.1.2 攪拌器選型
3.2 攪拌速度對(duì)固液攪拌均勻性的影響研究
3.3 攪拌器離底高度對(duì)固液攪拌均勻性影響研究
3.4 擋板對(duì)固液攪拌均勻性的影響研究
3.5 本章小結(jié)
第四章 均勻攪拌裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1 攪拌機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1.1 攪拌電機(jī)選型
4.1.2 攪拌軸的設(shè)計(jì)
4.2 氣缸選型
4.3 其他相關(guān)附件的設(shè)計(jì)
4.4 本章小結(jié)
第五章 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
5.1 控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)
5.2 主要電子器件選型介紹
5.3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
5.4 均勻攪拌裝置人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀碩士期間取得的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]黃河泥沙基本特性分析及治理措施建議[J]. 盧書(shū)慧,張旭東,張治昊. 水利建設(shè)與管理. 2018(03)
[2]葉片安裝角對(duì)H型垂直軸風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能的影響研究[J]. 楊秋萍,席德科. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2017(09)
[3]攪拌固液懸浮研究進(jìn)展[J]. 楊鋒苓,周慎杰. 化工學(xué)報(bào). 2017(06)
[4]攪拌設(shè)備空心攪拌軸的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)[J]. 陸旭. 石油和化工設(shè)備. 2016(11)
[5]相同葉尖速比不同轉(zhuǎn)速的垂直軸風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能分析[J]. 黃鵬,王宏光. 能源研究與信息. 2014(03)
[6]浸出設(shè)備內(nèi)部流場(chǎng)研究[J]. 余良英,幸福堂,王晶. 礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā). 2014(02)
[7]混砂車攪拌罐內(nèi)混合過(guò)程的數(shù)值模擬[J]. 肖洋軼,石萬(wàn)凱,劉敬,楊思維,馬南飛. 長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(02)
[8]攪拌浸出槽固液兩相流場(chǎng)的數(shù)值模擬[J]. 吳宗武,孔建益,侯宇,王興東. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2014(02)
[9]旋流泵固液兩相流輸送特性試驗(yàn)[J]. 沙毅,劉祥松. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2013(22)
[10]水力旋流器油水分離數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 邵悅,趙會(huì)軍,王小兵. 常州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(02)
博士論文
[1]亞音速壁板的動(dòng)力學(xué)特性的理論及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 唐懷平.西南交通大學(xué) 2015
[2]黃河下游河道演變與河口演變相互作用規(guī)律研究[D]. 趙連軍.武漢大學(xué) 2005
碩士論文
[1]豎縫式魚(yú)道水力特性研究[D]. 楊培思.廣西大學(xué) 2017
[2]固液攪拌槽中多顆粒臨界懸浮特性的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張麗.北京化工大學(xué) 2017
[3]雙層攪拌體系中固液兩相流的數(shù)值模擬研究[D]. 丁楊.華東理工大學(xué) 2015
[4]新型旋流沉砂池固液兩相流數(shù)值模擬研究[D]. 葉勇.合肥工業(yè)大學(xué) 2012
[5]潛水?dāng)嚢杵魉μ匦缘膬?yōu)化研究[D]. 劉曉滿.北京建筑工程學(xué)院 2012
[6]流化冰在高熱流密度芯片冷卻中的應(yīng)用研究[D]. 崔倚琳.天津大學(xué) 2012
[7]潛水泵裝置水力特性及優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 劉榮華.揚(yáng)州大學(xué) 2010
[8]固液兩相流沉降模型與數(shù)值模擬研究[D]. 劉斌.太原科技大學(xué) 2009
[9]筒式攪拌器的研制及其攪拌性能研究[D]. 秦學(xué)民.大慶石油學(xué)院 2008
[10]華能德州電廠供水分析研究[D]. 孫振江.河海大學(xué) 2007
本文編號(hào):3668840
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/shuiwenshuili/3668840.html
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