長(zhǎng)槳短葉片復(fù)合攪拌槳混合性能研究.pdf

1、針對(duì)長(zhǎng)槳短葉片復(fù)合攪拌槳(LSB)，從功率消耗、混合時(shí)間和流型三個(gè)角度，研究了其在流體混合過程的性能特性。首先對(duì)攪拌槳在釜內(nèi)的功率消耗進(jìn)行了測(cè)量，考察攪拌槳的結(jié)構(gòu)參數(shù)、攪拌槳的安裝高度、擋板的安裝距離和操作條件等對(duì)功率消耗的影響。研究發(fā)現(xiàn)，在相同轉(zhuǎn)速下，隨著液面高度的增大，單位體積功率消耗相應(yīng)的增大;在相同液面高度下，隨著轉(zhuǎn)速的增大，單位體積功率消耗呈指數(shù)增大。固定長(zhǎng)槳:長(zhǎng)槳LB-1，外環(huán)β=0°，當(dāng)H/T＜1.4，在不同轉(zhuǎn)速下短葉片對(duì)

2、于單位體積功率消耗的影響滿足以下關(guān)系:CSB＜SB-2＜SB-1;當(dāng)H/T≥1.4，短葉片對(duì)于單位體積功率消耗的影響大小為:CSB≥SB-2≥SB-1，在液面高度H/T≥1.4時(shí)，SB-1具有良好的混合性能。固定攪拌槳安裝高度，對(duì)于攪拌槳(LB-1，β=0°，SB-1)，當(dāng)ΔC=0.05時(shí)，Np最小;固定擋板安裝距離，隨著C/T增大，Np減小。
　　為了研究LSB攪拌槳的混合效率，采用平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)(PLIF)對(duì)流體在釜內(nèi)混

3、合時(shí)間進(jìn)行測(cè)量，將復(fù)合槳(LB-1，β=0°，SB-1)與標(biāo)準(zhǔn)雙層渦輪槳DT進(jìn)行對(duì)比;針對(duì)LSB攪拌槳考察了攪拌槳的轉(zhuǎn)速(N)、液面高度（H）、擋板的安裝距離(ΔC)對(duì)混合時(shí)間的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，LSB適用于長(zhǎng)徑比較大的混合設(shè)備，且相對(duì)于雙層渦輪槳具體優(yōu)越的混合性能，特別適用于中高粘度流體的混合，在低轉(zhuǎn)速下能以較低的功率消耗提供更好地混合效果;針對(duì)LSB攪拌槳實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在液面高度較低時(shí)（H=T），擋板的安裝距離(ΔC)對(duì)混合時(shí)間沒有明

4、顯的影響，然而隨著液面高度的增加擋板距離壁面的距離(ΔC)對(duì)混合時(shí)間的影響明顯增大;在相同液面高度下，增大擋板與壁面的距離混合時(shí)間降低。
　　針對(duì)在LSB攪拌槳的作用下，釜內(nèi)流體的流動(dòng)形態(tài)，實(shí)驗(yàn)主要從長(zhǎng)槳的形狀、攪拌槽的結(jié)構(gòu)以及液面高度幾個(gè)方面進(jìn)行了討論。結(jié)果表明擋板距離壁面一定的距離(ΔC=0.025T)有利于高粘度流體的混合，當(dāng)距離過大時(shí)（ΔC/T=0.1）會(huì)阻礙流體之間的混合。在H=T時(shí)新型攪拌槳在槽內(nèi)形成典型的軸流式流型，

5、隨著液面高度的增加，長(zhǎng)槳對(duì)液體的剪切作用越強(qiáng)，流體在長(zhǎng)徑比較大的攪拌槽內(nèi)形成軸徑向混合流，長(zhǎng)槳過寬時(shí)(LB-4)，長(zhǎng)槳的剪切力大于短葉片的作用，主流體在槽內(nèi)做切向運(yùn)動(dòng);在H=1.5T時(shí)，當(dāng)C/T≈0.33-0.5槽內(nèi)流體具有良好的混合效果。
　　本文利用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了新型復(fù)合式攪拌槳，能有效適用于H/T＞1.0的條件。確定了較優(yōu)的攪拌槳形狀參數(shù):長(zhǎng)槳，LB-2，β=0°;短葉片，SB-1;以及相應(yīng)的攪拌釜的形狀參數(shù):ΔC/T=0.05