方形搅拌槽中固液混合流动特性的数值模拟研究

发布时间：2022-06-03 22:29

　　搅拌槽内的固液搅拌混合作为工业生产重要的的操作单元之一,在很多行业领域有着普遍的用途。为进一步更科学的了解固-液两相流场分布状态,并且在最大程度节能减耗的前提下达到最优的搅拌混合效果等,掌握了解搅拌槽中流体的流动状态和固液搅拌混合的效果有着非常重大的价值。本论文的研究结果可以为实际应用中搅拌设备的优化设计、制造生产、选型等提供一定程度的参考。在搅拌槽中固相粒子的含量、密度等物理属性确定不变时,搅拌器桨叶的直径、离底高度和搅拌转速等参数是影响固液悬浮效果的主要原因。因此本文通过对不同的转速、不同的桨叶长度、不同的桨叶离底高度等几个方面进行了相关的数值模拟并且得出有关结论,主要的研究过程及结果如下:（1）结合利用已有的固液搅拌混合的研究成果,运用现有的设备条件,以方形搅拌槽,45°六斜叶开启涡轮桨搅拌器作为研究对象,运用CFD软件ANSYS workbench 14.0中CFX部分,首先确定搅拌槽的形状尺寸、搅拌器桨型等相关参数条件,再完成建立分析对象的几何模型、划分网格、设置初始条件和边界条件等步骤,本文,最后对搅拌槽中的固-液两相流进行数值模拟。（2）对比分析不同条件下搅拌槽中不同截面... 

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究的背景及意义
    1.2 固液混合的研究现状
    1.3 搅拌设备及其特性
        1.3.1 搅拌槽
        1.3.2 搅拌器
        1.3.3 搅拌特性
    1.4 固-液搅拌的悬浮特性
    1.5 CFD在搅拌机械领域的应用
        1.5.1 CFD的简介
        1.5.2 CFD方法的求解过程
        1.5.3 CFD最新发展和应用
        1.5.4 CFD方法的应用
    1.6 本论文的主要研究内容
第二章 数值模拟的基本理论和模型方法
    2.1 流体力学的基础
        2.1.1 流体及其基本的特性
        2.1.2 流体流动的分类与描述方法
        2.1.3 搅拌槽内的流体力学
    2.2 流体力学的控制方程
        2.2.0 质量守恒方程
        2.2.1 动量守恒方程
        2.2.2 能量守恒方程
        2.2.3 控制方程的通用式
    2.3 Euler-Eule双欧拉模型
    2.4 湍流模型
    2.5 多重参考系法MRF
    2.6 模型的离散化
第三章 建立三维模型及设置条件
    3.1 搅拌槽和搅拌桨的选型
        3.1.1 搅拌槽的几何尺寸
        3.1.2 搅拌器桨型的选择
    3.2 建立模型
    3.3 划分网格
    3.4 设置边界条件和初始条件10~(-4)
        3.4.1 边界条件设置
        3.4.2 模型设置
        3.4.3 迭代计算
第四章 搅拌槽内数值模拟的结果与分析
    4.1 桨叶直径对流场的影响
        4.1.1 桨叶直径对液相速度的影响
        4.1.2 桨叶直径对固体颗粒浓度分布的影响
        4.1.3 小结
    4.2 桨叶离底高度对流场的影响
        4.2.1 桨叶离底高度对液相速度的影响
        4.2.2 桨叶离底高度对固体颗粒浓度分布的影响
        4.2.3 小结
    4.3 搅拌转速对流场的影响
        4.3.1 搅拌转速对速度场分布的影响
        4.3.2 搅拌转速对湍流动能的影响
        4.3.3 搅拌转速对固体颗粒浓度分布的影响
        4.3.4 小结
    4.4 最佳参数条件下各时刻的轴截面(Y=0mm)的固体颗粒分布
    4.5 最佳参数条件下其他各面的固体颗粒分布
第五章 总结
参考文献
致谢



本文编号：3653593