硫酸铜搅拌结晶过程中搅拌器是其中的主要部件,搅拌器的结构参数不同,搅拌作用不同,搅拌槽内的流体流动速度不同。前人对搅拌器结构参数的研究只是针对搅拌器的某一结构参数的单一研究,没有系统的将结构参数结合研究。本文针对云南某冶金企业硫酸铜结晶搅拌过程中搅拌效果较差、降温速率慢以及下层桨叶由于晶体堆积受力过大的问题进行研究,主要做了如下工作:1.基于流体力学理论,建立流体力学模型,运用fluent仿真软件深入的分析,论证本文建立的仿真模型的可行性,并设定了后续模型的结构尺寸。2.对本文要研究改进的二斜叶桨搅拌器的各结构参数及其取值范围进行研究,确定了要研究的搅拌器的五个结构参数及其取值范围;运用均匀设计原理对五个结构参数在取值范围内的取值进行组合设计,得到12组结构参数不同的搅拌器模型,并确定了12组实验方案。3.根据实验方案的搅拌器模型以及原始结构的搅拌器模型建立流体仿真模型,运用fluent软件仿真,分析13组搅拌器模型对搅拌过程中的速度分布、固体颗粒浓度分布以及湍动能的分布的影响,发现原始结构较12组实验方案的结构都有所不同,得出搅拌器的搅拌混合作用是各结构参数的综合作用结果。4.取截面H=0.6m和H=1.5m处的固体颗粒浓度分布,通过多元多项式回归分析,建立截面固体颗粒浓度与搅拌器结构参数之间的回归曲线;确定搅拌器结构参数优化设计变量以及约束条件,建立优化设计模型,对模型进行优化求解得到本文研究条件下的最优结构参数组合解。5.结合优化组合解的结构参数建立仿真模型进行仿真分析,从整体和局部的角度论证了结构参数优化改进的合理性和有效性,证明了改进后的搅拌器模型更加有利于搅拌结晶的进行。本文的研究工作合理的组合优化设计了搅拌器的结构参数组合,有效的改善了结晶基本完成时硫酸铜结晶搅拌器的搅拌效果,增大了结晶基本完成时搅拌槽内流体的流动速率以及固体颗粒的悬浮状态,间接地改善了硫酸铜的结晶效率。