【摘 要】
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以PTA氧化反应器放大为背景,应用计算流体力学原理和湍流模型理论,针对旋转机械搅拌器和其他构件在反应器内形成的流场和混合过程进行了数值模拟.全文主要分为三个组成部分,
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以PTA氧化反应器放大为背景,应用计算流体力学原理和湍流模型理论,针对旋转机械搅拌器和其他构件在反应器内形成的流场和混合过程进行了数值模拟.全文主要分为三个组成部分,分别对搅拌釜内三维流场、混合特性和固-液两相流进行研究.对涡轮桨形成的流场的三维速度、湍流动能和能量耗散率的分布以及桨叶的功率数和流量数进行数值模拟研究,考察了不同模型及计算方法对各项参数准确性的影响,Strain/Rot.Tensor修正的k-ε模型用于速度模拟计算比较准确;滑移网格法在湍流动能预测方面好于多重参考系法.对大型搅拌釜内流场的速度分布、流型和混合时间进行了数值模拟研究,并对φ786搅拌釜进行实验测定,考察了桨叶类型、组合形式、桨径、桨间距及反应器尺寸放大对流动混合特性的影响,计算和测定都证实凹叶与翼型组合桨叶优于涡轮与斜叶组合桨叶,随着反应器尺寸增加,单位体积功率相同条件下,混合准数变化很小.对大型搅拌釜内流场的固液分布和釜底粒子含量进行了数值模拟研究,考察了桨叶结构、组合形式及反应器放大对两相流混合特性的影响,确定了针对固液悬浮特性的优化操作条件.最后比较了工厂采用的新型组合桨叶和原桨叶在混合特性上的差异,同时用工业生产情况验证了新型桨叶的优势.
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