種分槽機(jī)械攪拌的模擬研究.pdf

1、鋁酸鈉溶液的晶種分解是拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的關(guān)鍵工序之一，它不僅影響產(chǎn)品氧化鋁的數(shù)量和質(zhì)量，而且直接影響循環(huán)效率及其他工序。因此深入了解種分過程的各個影響因素，對改進(jìn)種分槽內(nèi)部結(jié)構(gòu)、解決槽底沉積問題、提高氧化鋁產(chǎn)量與質(zhì)量，以及促進(jìn)氧化鋁工業(yè)技術(shù)進(jìn)步都具有重要的理論和實際意義。
　　本文以改進(jìn)的Intermig槳種分槽為研究對象，利用商業(yè)CFD軟件FLUENT12.0和并行計算系統(tǒng)圖形工作站，對其做了進(jìn)一步系統(tǒng)的研究。首先針對水模型實驗

2、進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，模擬結(jié)果與實驗結(jié)果基本一致，驗證了利用CFD對種分槽內(nèi)部流場和固液混合特性進(jìn)行研究的可能性。
　　然后，在水模型模擬研究的基礎(chǔ)上采用雷諾時均方程(RANS)的Realizable k-ε模型、Eulerian多相流模型以及多重參考系(MRF)，對實際物料下的種分槽進(jìn)行數(shù)值模擬，研究了攪拌轉(zhuǎn)速、槳葉離底距離、槳葉直徑對氫氧化鋁顆粒懸浮規(guī)律的影響。通過對濃度場和速度場的分析得到轉(zhuǎn)速越大、槳葉直徑D越大，越有利于顆粒

3、懸浮，過低和過高的槳葉離底距離C都不利于顆粒懸浮。
　　運(yùn)用同樣的模擬方法對臨界懸浮轉(zhuǎn)速和攪拌功率進(jìn)行了模擬。在其他條件一定時，存在最佳的槳葉離底距離可以使臨界懸浮轉(zhuǎn)速達(dá)到最小值。轉(zhuǎn)速和槳葉直徑對功率消耗影響較大，轉(zhuǎn)速越大、槳葉直徑越大，攪拌功率越大;隨著槳葉離底距離的增大，攪拌功率先增大最后趨于穩(wěn)定，但槳葉離底距離對功率影響較小。
　　對種分?jǐn)嚢璨蹆?nèi)鋁酸納—氫氧化鋁固液兩相流場系進(jìn)行的數(shù)值模擬，從CFD角度研究了種分槽內(nèi)固