本文研究内容来源于国家863项目:高浓度发酵液的提取技术及味精清洁生产,项目编号:2006AA020303-02。流场分布和功率消耗是考察搅拌罐性能的两个重要参数,本文以实际生产中的发酵搅拌罐为原型,应用数值计算方法,对搅拌罐内流场进行数值分析并对其结构进行优化,其主要研究内容及结论如下:(1)对有、无导流筒搅拌罐内流场模拟结果进行对比分析。结果表明,导流筒与叶轮的配合强化了搅拌罐内上下液体的整体轴向流动,产生较强烈的混合效果;有导流筒的情况下,近浆区液体跟转现象得到改善,罐内流场较为理想;搅拌功率消耗比无导流筒搅拌罐节省12%。(2)对带导流筒的单层桨搅拌罐内流场模拟结果进行对比分析,得到较好的结构参数组合。优化后,搅拌罐内形成较为规整的轴向流,流场较为理想。(3)研究不同搅拌器转速对流场和功率消耗的影响。结果表明,搅拌器转速增加后,罐内流型变化不明显,只是相同位置的液体轴向速度增大;搅拌器转速增加一倍,功率消耗增加近三倍。(4)对单层桨、双层桨搅拌罐内流场模拟结果进行对比分析发现:双层桨搅拌罐搅拌功率比单层桨搅拌罐增加了70%,但罐内流场分布情况较好,有效混合体积较大。此外,对不同桨间距的双层桨搅拌罐内流场进行研究,结果表明:适当增加桨间距是有利于提高混合效果并降低功耗的。罐内流场的实验测量结果与模拟结果较为吻合。本文研究结果对工业发酵搅拌罐的优化具有一定的参考意义。