Rushton氣液攪拌釜氣含率分布γ-CT測量與氣液混合CFD模擬.pdf

1、Rushton攪拌釜在石化、制藥、化工、生物化工等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,CFD模擬技術(shù)逐漸成為研究攪拌釜流體混合特性的主要手段之一。本文首先分析了γ射線多探測線路的均一化問題,并建立了均一化負(fù)累積分布與密度分布兩種響應(yīng)模型,該模型理論上可用于137Csγ射線CT多探測線路的均一化識別與檢驗。利用γ-CT測量技術(shù)測得了Rushton氣液攪拌釜3/4橫截面處的氣含率分布圖像,并與CFD數(shù)值模擬結(jié)果做了比較,模擬值與實驗值吻合較好。
　　

2、用歐拉-歐拉雙流體模型模擬了Rushton氣液攪拌釜3/4橫截面處的氣含率分布,得到了不同氣體流量和攪拌轉(zhuǎn)速下的氣含率數(shù)字分布曲線,該計算過程考慮了氣泡的聚并與破裂模型和曳力系數(shù)的修正。結(jié)果表明:氣含率分布隨氣體流量和攪拌轉(zhuǎn)速的增加而增大,且氣體流量對氣含率分布的影響更加顯著;氣含率分布的密集區(qū)出現(xiàn)在攪拌槳上方區(qū)域。
　　用雷諾應(yīng)力模型結(jié)合多參考系法模擬了Rushton氣液攪拌釜內(nèi)的氣液混合特性,得到了不同截面處氣含率大小分布規(guī)律

3、,并與γ射線CT實驗所測得的結(jié)果做了比較,結(jié)果發(fā)現(xiàn):除排出流區(qū)CFD模擬值與實驗值相差較大外,上循環(huán)區(qū)與下循環(huán)區(qū)都吻合的較好;結(jié)果表明排出流區(qū)的氣含率最高,在攪拌槳高速旋轉(zhuǎn)下,流體沿葉片端面急速排出,湍動也十分強(qiáng)烈。通過比較液相速度的徑向分布側(cè)形與軸向分布側(cè)形可知:單相流的徑向速度峰值更接近攪拌葉片的尖端,而兩相流的徑向速度峰值向外發(fā)生了平移;當(dāng)達(dá)到臨界狀態(tài)后,自葉片端面向外的徑向位置,通氣量對液相速度的分布側(cè)形幾乎沒有影響,但攪拌轉(zhuǎn)速