穿流型搅拌槽结构优化研究
本文选题:穿流型搅拌槽 + 结构参数 ; 参考:《武汉工程大学》2015年硕士论文
【摘要】:搅拌设备主要运用于工业生产中,常见于化工生产之中,化工生产中的很多操作都使用了搅拌操作。穿流型搅拌槽具有强化涡流扩散、减少混合时间和降低搅拌功耗等优点。针对液液搅拌,本文围绕穿流型搅拌槽的结构优化展开研究,在特定的条件下,进行了搅拌槽的数值模拟和搅拌实验研究。在数值模拟的建模时,将搅拌器和其附近的区域划分为动区域,其他区域为静区域,对模型进行了简化处理。采用非结构化网格进行网格花费,采用多重参考系法对搅拌槽的流场进行了求解。针对特定尺寸的搅拌槽,在常用的240rpm以内,对搅拌槽挡板的开孔位置、开孔直径和开孔率等几何结构参数进行了数值模拟研究。定义一个搅拌混合系数Ψ,令Ψ=P*99t,Ψ从搅拌功率和混合时间综合评价混合效果。基于混合时间计算机测试系统和粒子图像测试法(PIV)进行了搅拌功率实验、混合时间实验和PIV实验,最后进行了数值模拟和实验结果的对比,实验结果很好的验证了数值模拟的结论。与传统的搅拌槽相比,穿流型搅拌槽可以降低功耗、减少混合时间而获得更好的搅拌效果。当开孔率和开孔直径一定时,挡板的开孔位置距离搅拌器越近,搅拌效果就越好,功率损耗也越低;搅拌功率和混合时间与搅拌槽挡板的开孔情况之间的联系密切,当搅拌槽的挡板开孔率为8%时,开孔直径是6mm时,搅拌混合效果最好。分析了搅拌槽相似放大的基本方法,针对优化后的穿流型搅拌槽,以单位体积功率作为放大因子,对搅拌槽进行了初步的放大计算,为穿流型搅拌槽进一步的放大研究和工程应用奠定了基础。
[Abstract]:Agitating equipment is mainly used in industrial production, and is commonly used in chemical production. Many operations in chemical production use agitation operation. The flow-through stirred tank has the advantages of enhancing eddy current diffusion, reducing mixing time and power consumption. In this paper, the optimization of the structure of the liquid stirring tank is studied, and the numerical simulation and the stirring experiment are carried out under the specific conditions. In the modeling of numerical simulation, the agitator and its adjacent region are divided into moving regions and other regions are static regions, the model is simplified. The flow field of agitator is solved by using the method of multiple reference system. In this paper, the geometric structure parameters of the baffle, such as the opening position, the diameter and the opening rate of the baffle, are numerically simulated for the specific size of the mixing tank within the commonly used 240rpm. A mixing coefficient 蠄 is defined and the mixing effect is evaluated synthetically from mixing power and mixing time. The mixing power experiment, mixing time experiment and PIV experiment are carried out based on the mixed time computer test system and particle image test method (PIV). Finally, the numerical simulation and experimental results are compared. The experimental results are very good to verify the conclusion of the numerical simulation. Compared with the traditional stirred tank, the power consumption and mixing time can be reduced and the mixing effect is better. The closer the opening position of the baffle is to the agitator, the better the mixing effect is, and the lower the power loss is, the closer the connection between the mixing power and mixing time and the opening condition of the baffle is. When the opening ratio of the baffle in the mixing tank is 8 and the diameter of the opening is 6mm, the mixing effect is the best. The basic method of similar amplification of agitator is analyzed. The initial amplification calculation of the stirred tank is carried out with the unit volume power as the amplification factor. It lays a foundation for further amplification research and engineering application of the flow-through mixing tank.
【学位授予单位】:武汉工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ051.72
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 杨敏官;冯浪;高波;来永斌;;偏心搅拌槽内高浓度浆液颗粒的悬浮特性[J];江苏大学学报(自然科学版);2012年06期
2 艾德发;王口忠;;φ3000×3000毫米搅拌槽的改制[J];钢铁;1964年10期
3 王尔昌;;φ3×3米复式搅拌槽[J];有色金属;1972年01期
4 ;用铸石板铺衬矿浆搅拌槽槽底[J];有色金属(冶炼部分);1973年07期
5 ;用铸石板铺衬矿浆搅拌槽槽底[J];有色金属;1973年07期
6 侯拴弟,张政,王英琛,施力田;轴流桨搅拌槽三维流场数值模拟[J];化工学报;2000年01期
7 张和照;液—液分散搅拌槽的设计[J];化工设计;2003年05期
8 庞向飞,梁红野,陈彦泽;直叶涡轮搅拌槽中流场的数值模拟[J];石油化工设备;2003年05期
9 来永斌;杨敏官;高波;;轴流桨搅拌槽内完全湍流的研究[J];化学反应工程与工艺;2009年03期
10 翟甜;郝惠娣;秦佩;冯荣荣;马腾;;双层桨搅拌槽内部流场的实验研究[J];广东化工;2012年11期
相关会议论文 前10条
1 李向阳;禹耕之;毛在砂;;通气搅拌槽中多层桨的气泛现象研究[A];第三届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)[C];2006年
2 张凤涛;刘芳;黄雄斌;;高固含搅拌槽内临界离底悬浮转速的数值模拟[A];第三届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)[C];2006年
3 张艳红;杨超;毛在砂;;搅拌槽内流场的大涡模拟[A];第一届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)[C];2004年
4 龙建刚;包雨云;高正明;;搅拌槽内不同桨型组合的气-液分散特性[A];第一届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)[C];2004年
5 崔娜;陈佳;李伟;肖文德;;大型侧入式搅拌槽内流场的模拟[A];上海市化学化工学会2009年度学术年会论文集[C];2009年
6 孙海燕;禹耕之;毛在砂;;表面曝气搅拌槽内气含率分布的测定和数值模拟[A];第一届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)[C];2004年
7 单贤根;禹耕之;杨超;毛在砂;杜令忠;张伟刚;;无挡板搅拌槽中液—固体系的相含率分布[A];第三届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)[C];2006年
8 王波;张捷宇;贺友多;安胜利;赵顺利;樊俊飞;;搅拌流场的三维LDV测量[A];2006年全国冶金物理化学学术会议论文集[C];2006年
9 张艳红;杨超;毛在砂;;用dynamic亚格子模型大涡模拟搅拌槽中的液相流动[A];第三届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)[C];2006年
10 席玉明;;搅拌槽工艺改善过滤效果的工业应用[A];第十八届川鲁冀晋琼粤辽七省矿业学术交流会论文集[C];2011年
相关重要报纸文章 前2条
1 孙中江 未立清;大高径比机械搅拌槽及其相应技术通过鉴定[N];中国有色金属报;2005年
2 佟立军;机械搅拌槽挡板的研究[N];中国有色金属报;2005年
相关博士学位论文 前6条
1 侯拴弟;搅拌槽内三维流场的实验研究及数值模拟[D];北京化工大学;1997年
2 高正明;搅拌槽内气—液分散特性及流体力学性能的研究[D];北京化工大学;1992年
3 周国忠;搅拌槽内流动与混合过程的实验研究及数值模拟[D];北京化工大学;2002年
4 刘心洪;搅拌槽内湍流特性的实验研究[D];北京化工大学;2010年
5 乔胜超;搅拌槽内流体流动及上浮颗粒悬浮混合的CFD数值模拟[D];天津大学;2014年
6 杨杰;多层桨气液搅拌槽内流体力学性能研究[D];北京化工大学;2014年
相关硕士学位论文 前10条
1 宋月兰;多层桨搅拌槽内气—液两相流的数值模拟[D];北京化工大学;2006年
2 秦佩;自吸式龙卷流型搅拌槽内气—液—固三相混合特性的研究[D];西北大学;2013年
3 王帆;穿流型搅拌槽结构优化研究[D];武汉工程大学;2015年
4 李勃;搅拌槽内混沌混合的数值模拟[D];山东大学;2008年
5 张翠勋;变速搅拌槽内流场的数值模拟及实验研究[D];山东大学;2009年
6 于亚辉;双层交错桨搅拌槽层流流场的数值模拟与实验研究[D];燕山大学;2010年
7 陈维;单层和双层桨搅拌槽内流体宏观不稳定现象的研究[D];重庆大学;2010年
8 马腾;中心龙卷流型搅拌槽内部单相流场的数值模拟研究[D];西北大学;2012年
9 孙冬冬;疏水缔合聚丙烯胺搅拌槽内部流场的数值模拟研究[D];华东理工大学;2013年
10 崔蕴芳;错位叶片搅拌槽内的混沌混合模拟和实验研究[D];山东大学;2008年
,本文编号:2009854
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/huagong/2009854.html