【摘 要】
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搅拌设备是一种目前在工程上被普遍应用的机械设备,在石油化工、机械加工、医药制造等领域发挥着重要的作用,搅拌设备可以将多种物质进行均匀混合,促进加热传热和传质,提高工程工艺的处理效率。而通常情况下搅拌设备当中的介质并不唯一,还会出现两相或多相,因此搅拌设备的研究在多相流体力学当中也是至关重要的。本文对安装六斜叶开启涡轮(PBT6)的搅拌槽液固两相流动进行数值模拟研究,采用欧拉-欧拉双流体模型,研究的
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搅拌设备是一种目前在工程上被普遍应用的机械设备,在石油化工、机械加工、医药制造等领域发挥着重要的作用,搅拌设备可以将多种物质进行均匀混合,促进加热传热和传质,提高工程工艺的处理效率。而通常情况下搅拌设备当中的介质并不唯一,还会出现两相或多相,因此搅拌设备的研究在多相流体力学当中也是至关重要的。本文对安装六斜叶开启涡轮(PBT6)的搅拌槽液固两相流动进行数值模拟研究,采用欧拉-欧拉双流体模型,研究的搅拌桨叶采用多重参考系法进行处理,首先将数值模拟结果与实验数据进行对比,吻合良好,证明模拟方法的可靠性,随后研究搅拌槽内物料参数和结构参数对固液悬浮状态和搅拌性能的影响。本文改变物料参数(颗粒直径、颗粒密度、液相粘度)和结构参数(桨叶直径、桨叶离底高度、桨叶类型)进行数值模拟,分析并讨论了相关参数的改变对搅拌槽体系内速度分布、颗粒浓度分布以及颗粒拟温度分布的影响。颗粒直径为0.087mm的搅拌体系可以达到很好的悬浮效果,随着颗粒直径的增大颗粒沉积增多;颗粒密度的增加,桨叶轮毂底部颗粒沉积增加;液相粘度越大颗粒浓度分布越均匀,颗粒悬浮性能越好;桨叶直径增加时颗粒的悬浮效果越好,直径过小颗粒在搅拌槽底部聚集较多,混合性能差;桨叶离底高度越高桨叶上方颗粒悬浮程度越好,但槽底沉积较为严重;不同桨叶类型中Rushton涡轮(RT6)整体搅拌性能优于六斜叶开启涡轮(PBT6)和六直叶开启涡轮(FBT6),搅拌效果更加均匀。
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