动态混合器混合性能的理论及实验研究

发布时间：2017-08-16 01:25

  本文关键词：动态混合器混合性能的理论及实验研究

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【摘要】：当今社会,工业飞速发展,社会不断进步,人民生活水平日益提高,但其伴随的不良影响则是资源消耗过度以及环境破坏加剧问题,尤其在工业技术落后的发展中国家尤为明显,并且在近年来日益严峻。因此,建立新型的资源节约、环境友好型工业模式迫在眉睫。混合操作是化工生产中重要的预处理步骤之一,混合结果的好坏对后续的生产效率及产品优劣产生直接的影响。由此可知,研究开发新型的传质效率高、能源消耗少的混合设备具有极其重要的意义。本文的研究重点是液-液混合机理及其动态混合器的优化设计。首先详细介绍了国内外化工生产中常见的混合设备及其优劣。了解前人研究成果的基础上,对动态混合器的数值模拟和可视化实验进行对比,提出可靠性的数值模拟方法。连续相速度的不同同样影响着混合的效果,本文从实验角度探讨了不同连续相速度下,两种液体的混合性能。实验结果表明,连续相速度直接影响转子转速,不同类型的转子对连续相的最佳速度存在差异,因此可以根据工业中不同的物料比例选择合适的转子。基于以上研究以及动态混合器核心部件——组合转子前期在强化传热方面的结论,本文对动态混合器进行了转子排列方式的优化。利用仿真模拟方法,得到了低流阻转子和螺旋阶梯转子的最佳组合方式。讨论了组合转子安装过程中偏心程度对混合性能的影响,总结其规律特点,确定了偏心安装的必要性。由于动态混合器的结构与静态混合器具有一定的相似性,文章对两种混合器进行了混合效果的对比,从不同角度探讨了动态混合器的优势和前景。
【关键词】：动态混合器 组合转子 混合性能 数值模拟 可视化实验
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ051.71
【目录】：

• 学位论文数据集3-4
• 摘要4-6
• abstract6-14
• 符号说明14-15
• 第一章 绪论15-25
• 1.1 研究背景及意义15
• 1.2 混合设备与技术研究进展15-20
• 1.2.1 搅拌釜混合器16-17
• 1.2.2 射流混合器17-18
• 1.2.3 撞击流混合器18
• 1.2.4 静态混合器18-20
• 1.3 随动性动态混合器20-23
• 1.3.1 “洁能芯”转子简介21-22
• 1.3.2 “洁能芯”转子特性研究及工业应用22
• 1.3.3 随动性动态混合器研究现状22-23
• 1.4 本课题的主要研究内容23-25
• 第二章 组合转子模拟方法验证与混合性能实验研究25-39
• 2.1 数值模拟方法介绍25-28
• 2.1.1 数值模拟软件介绍25-26
• 2.1.2 数值模拟控制方程26
• 2.1.3 计算模型建立及求解26-28
• 2.2 实验方法介绍28-29
• 2.2.1 实验装置28-29
• 2.2.2 实验步骤29
• 2.3 动态混合器模拟结果与实验对比分析29-32
• 2.3.1 光管模型可靠性验证29-31
• 2.3.2 内置洁能芯模型可靠性验证31-32
• 2.4 动态混合器混合机理实验研究32-34
• 2.5 不同连续相与分散相流量对混合性能影响的实验研究34-38
• 2.5.1 低流阻转子不同流速下的混合状态34-36
• 2.5.2 开槽螺旋叶片转子不同流速下的混合状态36-37
• 2.5.3 实验分析37-38
• 2.6 本章小结38-39
• 第三章 组合转子混合性能模拟研究39-61
• 3.1 螺旋阶梯与低流阻转子组合排列混合性能研究39-54
• 3.1.1 研究背景39
• 3.1.2 研究对象39-40
• 3.1.3 不同方案模型的建立40-41
• 3.1.4 模拟结果分析41-54
• 3.2 组合转子偏心程度对混合性能的影响54-59
• 3.2.1 研究方案的提出54
• 3.2.2 研究方案的确立54-56
• 3.2.3 研究结果分析56-59
• 3.3 本章小结59-61
• 第四章 组合转子与SK型静态混合器的对比研究61-73
• 4.1 研究背景61
• 4.2 SK型静态混合器介绍61-62
• 4.3 物理模型与求解方法62-65
• 4.3.1 SK型静态混合器物理模型62-63
• 4.3.2 组合转子动态混合器物理模型63-64
• 4.3.3 求解方法64-65
• 4.4 数值模拟结果对比65-71
• 4.4.1 混合性能分析65-67
• 4.4.2 湍动性能分析67-70
• 4.4.3 压力损失分析70-71
• 4.5 本章小结71-73
• 第五章 结论与展望73-75
• 5.1 研究结论73
• 5.2 下一步研究展望73-75
• 参考文献75-79
• 致谢79-81
• 研究成果及发表的学术论文81-83
• 作者和导师介绍83-84
• 附件84-85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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3 王峰;阎华;张震;关昌峰;杨卫民;;随动式动态混合器的混合性能[J];化工进展;2013年11期

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本文编号：680860