基于流固耦合的斜轴式搅拌器水力性能数值分析

发布时间：2023-11-11 14:36

　　为研究气液两相搅拌器的剪切分散性能,提出了一种上层为六直叶圆盘涡轮,下层为推进式桨叶的双层搅拌器,建立0°～30°倾斜轴搅拌器的模型,基于雷诺时均N-S方程、RNG k-e湍流模型和VOF多相流模型,研究了倾斜角对斜轴式搅拌器内部搅拌性能的影响,基于流固耦合方法对斜轴式搅拌器进行了应力计算和失效分析。结果表明,倾斜轴改善了搅拌器内的轴向流动,气相沿轴向的扩散能力增强;倾斜角介于0°～30°时,搅拌器达到95%含气率的时间比0°时有明显缩短,25°和30°倾斜轴搅拌器所需时间相较0°分别缩短12.50%和22.71%;在相同转速下,轴功率随轴倾斜角度增大而增大;转速越高,搅拌器达到理想含气率的时间越短,且不同转速下混合时间随轴倾斜角度的变化规律基本一致;随倾斜角度增大,搅拌器所受等效压力随之增大,倾斜角度为30°时直叶圆盘涡轮危险断面处应力比桨叶许用扭转应力高8.7%,超出安全应力范围,桨叶易出现断裂失效问题。

【文章页数】：8 页

【文章目录】：
1 前言
2 斜轴式搅拌器结构及网格划分
3 数值模拟
    3.1 搅拌器内流场数值模拟
    3.2 Workbench单向流固耦合
        3.2.1 流固耦合方程
        3.2.2 单向流固耦合设置
4 结果与讨论
    4.1 搅拌器内流场及搅拌效果分析
    4.2 搅拌桨叶及搅拌轴材料失效分析
        4.2.1 桨叶及轴许用应力
        4.2.2 基于单向流固耦合的搅拌器静应力分析
5 结论



本文编号：3862735