液-固-固三相流搅拌槽内流动特性研究

发布时间：2024-12-10 03:41

　　 采用计算流体动力学方法,通过欧拉多相流模型对螺杆-挡板搅拌槽内的某液-固-固三相流进行速度场、密度场和各相体积分数分布进行研究。结果表明,在原始的螺杆-挡板式搅拌桨作用下,多相流整体流动性和湍流特性均不太明显,近壁区易形成高密度聚集现象。增设辅助螺杆桨后,湍流现象明显增强,促进了各区域流体的混合对流;近壁区各相体积分数偏离设定值较小,偏差为±5%;中间区域各相体积分数相对稳定,且与设定数值更接近,偏差为±2%,整体而言,混合均匀化效果更好,有效避免了搅拌死角。研究结果对多相流流动特性分析和搅拌装置优化设计具有一定的参考意义和理论价值。

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【部分图文】：

图1 搅拌装置结构图

由于该多相流成分复杂且分布不均匀,为提高搅拌效果,选取螺杆-挡板式组合搅拌装置(参见图1),包括储料槽a、搅拌轴b、螺杆桨c、连杆d和挡板e,螺杆桨c环绕在搅拌轴b外周面上,连杆d错位分布为两层且末端连接有挡板e,具体参数如下:储料槽直径D=470mm,高H=320mm;桨叶半....

图2 网格模型图

就拟研究的区域而言,可分为固体域和流体域,现主要对流体域进行网格划分。为提高计算效率,主体采用四面体网格;考虑到近壁区、近底区以及近桨叶区的计算精度和网格质量,此类区域先采用六面体网格进行划分,然后进行相应的网格细化,得到如图2所示的网格模型图。4.2求解设置

图3 速度矢量图

选取竖直面(Y=0)和水平平行面(Z=50mm、150mm、250mm)的多相流进行分析,图3(a)和(b)分别为两者的速度矢量图。通过分析得出:储料槽顶部和桨叶周围的多相流流动速度较高,但近壁区以及其它区域均较低;近桨叶区域出现少量湍流,这是螺杆与斜式挡板作用的结果,但其它区....

图4 密度云图

为进一步探究本搅拌装置的搅拌效果,下面就竖直面(Y=0)和水平平行面(Z=50mm、250mm)的密度场进行分析。图4为相应截面的密度云图。经分析可知:在搅拌槽的近壁区形成了较为明显的高密度区域,中部也存在部分密度不均匀区域,这与速度场中多相流流速较低、湍流效果较差具有直接关联....

本文编号：4015552