工业规模搅拌反应器中高粘假塑性流体气液传质过程的研究

发布时间：2024-02-06 21:23

　　搅拌设备是工业生产中的常用设备,被广泛应用于化工生产、食品发酵和造纸等行业。特别是在食品发酵中,搅拌釜式反应器更是成为应用最为广泛的一种反应器。黄原胶溶液属于一种假塑性流体,其发酵过程在机械搅拌式反应器中进行,但在发酵过程中,发酵液粘度的大幅度变化影响了反应器内的溶氧、传质和混合效果,严重制约了黄原胶的工业化生产。本文借助计算流体力学(CFD)商用软件Fluent 15.0,以1.0 wt%黄原胶溶液为工作介质,在有无盘管的条件下分别研究了装有最大叶片式(MB)搅拌器和三层六直叶圆盘涡轮(TT)搅拌器的工业规模反应器内黄原胶溶液的相间传质和混合效果。希望通过本研究改善黄原胶发酵过程中遇到的问题,并为高粘流体的气-液混合提供理论指导和数据支撑。研究内容及主要结论如下:首先,为获得各搅拌器在不同条件下的基础数据,在不通气的工况下对其单相体系进行计算,选择RNG k-?模型处理主流域的湍动,桨叶区域的处理采用了多重参考系法。结果表明:MB搅拌器在搅拌过程中形成整体“大循环”的流型结构,TT搅拌器在每个桨叶的上下各形成一个循环。随着搅拌转速的增加,两种搅拌器的单位体积功耗、排液量、剪切速率均有...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1立式搅拌反应器结构图

图1-1立式搅拌反应器结构图Fig1-1Thestructureofverticalstirredreactor搅拌叶轮或搅拌桨，是反应器的核心组成部带动周围流体运动，进而促进物料在反应器内型式多样。根据搅拌器的桨叶形式划分可将其面叶式搅拌器；若根据桨叶的排液特点....

图1-2传统搅拌器型式Fig.1-2Thetraditionaltypeofimpellers

图1-2传统搅拌器型式Fig.1-2Thetraditionaltypeofimpellers在传统的搅拌器类型中，框式、锚式和螺带式搅拌器均可用于高粘流体的混合[11]，但混合效果不佳。近年来，国内外开发了一系列适用于高粘流体混合的新型搅拌器，其中，美国LIGH....

图1-3新型搅拌器型式

图1-2传统搅拌器型式Fig.1-2Thetraditionaltypeofimpellers在传统的搅拌器类型中，框式、锚式和螺带式搅拌器均可用于高粘流体的混合，但混合效果不佳。近年来，国内外开发了一系列适用于高粘流体混合的新型搅，其中，美国LIGHTNIN公....

图1-4CFD求解流程图

计算无法继续进行。是对一系列描述流体行为的离散方程组进行求解法（couplemethod）和分离解法（segregatedme动范围内提供准确的计算结果。但两者在对动量组分方程的求解时存在步骤差异。分离解法是按是同时求解[19]。耦合解法又分为显式耦合和隐式程的方式不同。一般....

本文编号：3896209