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穿流型搅拌槽结构优化研究

发布时间:2018-06-12 13:38

  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

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本文编号:2009854

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