偏心攪拌槽內(nèi)流動(dòng)和混合特性實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、攪拌反應(yīng)器是現(xiàn)代化工行業(yè)中應(yīng)用最為泛的化工反應(yīng)設(shè)備，被普遍應(yīng)用于化學(xué)工程，制藥工程等諸多領(lǐng)域，其中固-液攪拌更是廣泛的應(yīng)用于各種化工領(lǐng)域。固-液混合在化工生產(chǎn)諸如固-液催化，結(jié)晶等過程中中占有重要的地位。但是大部分研究主要著眼于下沉顆粒的上提過程，關(guān)于上浮顆粒下來，研究起步較晚，最早見于20世紀(jì)70年代末。本文利用粒子圖像測速(PIV)技術(shù)，基于長寬為0.22m的立方形攪拌槽，采用槳葉直徑為0.158m的PBT攪拌槳，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，并

2、在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上利用不同的計(jì)算方法，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了相關(guān)數(shù)值模擬。
　　主要研究了連續(xù)相流體流型、槳葉偏心率、軸流槳槳葉操作方式(PBTD和PBTU)、固液相密度比對(duì)于上浮顆粒下拉流場流動(dòng)特性的影響，并在拍攝前期利用折射率匹配的方法，進(jìn)行了無關(guān)性驗(yàn)證。并利用CFD模擬軟件Fluent分別對(duì)中心攪拌和偏心率12％的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了相關(guān)模擬，其中，湍流和過渡流分別使用RNS模型和k-ε模型進(jìn)行模擬，并對(duì)比模擬結(jié)果。得出結(jié)論:
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3、、在低固含率時(shí)，顆粒的存在幾乎不會(huì)對(duì)流場的流動(dòng)產(chǎn)生影響;
　　2、無論利用PBTD操作方式還是PBTU操作方式，顆粒在中心攪拌時(shí)，均沿軸下拉，下拉繞轉(zhuǎn)方向與槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同;
　　3、無論P(yáng)BTD還是PBTU,在顆粒臨界下拉分散條件下，偏心攪拌隨著偏心率的增加，所需的攪拌轉(zhuǎn)速減小;
　　4、偏心攪拌會(huì)破壞中心攪拌時(shí)，流場的對(duì)稱性，從而對(duì)于整個(gè)流場的軸向流動(dòng)和徑向流動(dòng)都有所強(qiáng)化，但相較于軸向流動(dòng)，徑向強(qiáng)化更明顯;