涡轮式组合搅拌器数值模拟研究

发布时间：2023-05-07 15:18

　　搅拌设备的应用十分广泛,搅拌性能的好坏直接影响到产品质量、生产效率和成本,因此改善搅拌性能和提高搅拌效率一直都是研究的重点。本文利用实验验证、数值模拟和理论分析的方法对涡轮式搅拌器及新型组合搅拌器的流场特性进行了研究分析,主要得到以下结论:(1)分别对安装挡板和未安装挡板的搅拌槽内流场的轴向、径向和切向速度进行模拟研究和对比分析,发现挡板可以抑制切向流,增加轴向流和径向流,有利于改善搅拌效果。并对不同桨叶倾角的涡轮式搅拌器流场特性进行模拟分析,发现直叶桨搅拌器流场的流型是径向流,功耗最大,随着桨叶倾角减小,径向流特征逐渐减弱,轴向流特征逐渐增强,功耗逐渐减小;(2)根据直叶桨和斜叶桨搅拌器特点设计出两种新型涡轮式组合搅拌器,通过模拟分析可知,双层直斜叶交替搅拌器在搅拌槽上、下两层搅拌桨之间流场的搅拌效果得到改善,而双层直斜叶错位搅拌器在上、下两层搅拌桨之间出现了一定程度的分层。另外双层直斜叶交替搅拌器的各个速度分量都比双层直斜叶错位搅拌器大,搅拌范围更广,搅拌强度更大,搅拌效果更好;(3)通过对双层直斜叶交替搅拌器在两种不同偏心搅拌方式下所产生的流场进行模拟分析可知,搅拌桨反向偏心搅拌...

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 搅拌器应用
        1.1.2 搅拌器分类
        1.1.3 搅拌器结构
        1.1.4 组合搅拌器
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 国外研究进展
        1.2.2 国内研究进展
    1.3 CFD在搅拌器中应用
        1.3.1 CFD简介
        1.3.2 CFD方法发展
    1.4 主要研究内容及意义
    1.5 创新点
2 搅拌实验与数值模拟
    2.1 搅拌实验
        2.1.1 实验器材
        2.1.2 不同转速下搅拌器功率测定步骤
        2.1.3 实验数据处理
    2.2 搅拌CFD模拟计算方法
        2.2.1 控制方程
        2.2.2 计算模型
        2.2.3 多重参考系法
        2.2.4 离散方法
        2.2.5 求解器设置
    2.3 流场数值模拟
        2.3.1 流场建模和网格划分
        2.3.2 模拟设置
        2.3.3 模拟结果与实验对比分析
    2.4 本章小结
3 涡轮式搅拌器流场模拟
    3.1 挡板对液相速度影响
        3.1.1 搅拌槽结构
        3.1.2 时均速度分布
    3.2 不同桨叶倾角涡轮式搅拌器流场模拟
        3.2.1 搅拌槽结构
        3.2.2 宏观流场分析
        3.2.3 时均速度分布
        3.2.4 搅拌功率
    3.3 双层涡轮式组合搅拌器流场模拟
        3.3.1 组合搅拌器选型
        3.3.2 搅拌槽结构
        3.3.3 桨间距选择
        3.3.4 网格划分
        3.3.5 宏观流场分析
        3.3.6 时均速度分布
    3.4 本章小结
4 双层涡轮式组合搅拌器偏心搅拌流场模拟
    4.1 两种不同偏心搅拌方式流场特性
        4.1.1 搅拌槽结构
        4.1.2 宏观流场分析
        4.1.3 时均速度分布
        4.1.4 搅拌功率
    4.2 偏心率对搅拌槽内流场影响
        4.2.1 宏观流场分析
        4.2.2 时均速度分布
        4.2.3 搅拌功率
    4.3 本章小结
总结与展望
    总结
    展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文及成果



本文编号：3810820