基于Fluent的固液均匀搅拌研究
发布时间：2022-08-02 16:15
随着水土流失的加剧,黄河泥沙含量的监测越来越重要,通过黄河泥沙含量的监测可以了解区域水质的变化,并对潜在的风险进行评估和预测。由于黄河水的自然流动和内部巨大的翻搅力,实际监测到的黄河水泥沙含量是相对均匀的。为了在实验室条件下还原黄河水中泥沙与水混合均匀的状态,需要设计出一种能够实现均匀搅拌的装置。固液搅拌属于多相流问题,二者的运动满足一定的规律,简单的搅拌难以混合均匀。本文通过对搅拌均匀性机理的研究,使用Fluent软件对各个影响因子进行仿真模拟,根据仿真结果设计出一种适合在实验室使用的均匀搅拌装置。通过对固液搅拌的技术现状进行研究,理清了固液搅拌现象的物理规律,明确了固液搅拌问题的研究方法;确定了速度、搅拌器离底高度和是否安装挡板作为影响搅拌均匀性的主要因子。本文选择四直叶涡轮搅拌器作为研究对象,使用CATIA创建三维模型并通过Gambit进行前处理,在Fluent中根据流体实际流动状态利用标准k-epsilon湍流模型、欧拉模型、多重参考系方法（MRF）,对三种影响搅拌均匀性的因子分别进行仿真模拟,得出转速550 r/min,搅拌器离底高度h=1/4T,不加挡板是均匀搅拌的最优组合...
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景与来源
1.2 固液悬浮的研究现状
1.2.1 临界悬浮转速
1.2.2 搅拌设备结构
1.3 本文主要研究内容
第二章 固液悬浮数学模型
2.1 流体运动基本控制方程
2.2 Fluent计算原理介绍
2.3 求解方法及计算模型
2.3.1 欧拉法中常用模型
2.3.2 多重参考系方法(MRF)
2.4 Fluent数值模拟流程
2.5 本章小结
第三章 固液均匀搅拌影响因子的数值探究
3.1 搅拌器分类
3.1.1 常用搅拌桨结构形式
3.1.2 搅拌器选型
3.2 搅拌速度对固液搅拌均匀性的影响研究
3.3 搅拌器离底高度对固液搅拌均匀性影响研究
3.4 挡板对固液搅拌均匀性的影响研究
3.5 本章小结
第四章 均匀搅拌装置结构设计
4.1 搅拌机构设计
4.1.1 搅拌电机选型
4.1.2 搅拌轴的设计
4.2 气缸选型
4.3 其他相关附件的设计
4.4 本章小结
第五章 控制系统设计
5.1 控制系统硬件电路设计
5.2 主要电子器件选型介绍
5.3 控制系统软件设计
5.4 均匀搅拌装置人机交互界面设计
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
附录
攻读硕士期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄河泥沙基本特性分析及治理措施建议[J]. 卢书慧,张旭东,张治昊. 水利建设与管理. 2018(03)
[2]叶片安装角对H型垂直轴风力机气动性能的影响研究[J]. 杨秋萍,席德科. 太阳能学报. 2017(09)
[3]搅拌固液悬浮研究进展[J]. 杨锋苓,周慎杰. 化工学报. 2017(06)
[4]搅拌设备空心搅拌轴的设计开发[J]. 陆旭. 石油和化工设备. 2016(11)
[5]相同叶尖速比不同转速的垂直轴风力机气动性能分析[J]. 黄鹏,王宏光. 能源研究与信息. 2014(03)
[6]浸出设备内部流场研究[J]. 余良英,幸福堂,王晶. 矿业研究与开发. 2014(02)
[7]混砂车搅拌罐内混合过程的数值模拟[J]. 肖洋轶,石万凯,刘敬,杨思维,马南飞. 长安大学学报(自然科学版). 2014(02)
[8]搅拌浸出槽固液两相流场的数值模拟[J]. 吴宗武,孔建益,侯宇,王兴东. 机械设计与制造. 2014(02)
[9]旋流泵固液两相流输送特性试验[J]. 沙毅,刘祥松. 农业工程学报. 2013(22)
[10]水力旋流器油水分离数值模拟与实验研究[J]. 邵悦,赵会军,王小兵. 常州大学学报(自然科学版). 2013(02)
博士论文
[1]亚音速壁板的动力学特性的理论及实验研究[D]. 唐怀平.西南交通大学 2015
[2]黄河下游河道演变与河口演变相互作用规律研究[D]. 赵连军.武汉大学 2005
硕士论文
[1]竖缝式鱼道水力特性研究[D]. 杨培思.广西大学 2017
[2]固液搅拌槽中多颗粒临界悬浮特性的实验研究[D]. 张丽.北京化工大学 2017
[3]双层搅拌体系中固液两相流的数值模拟研究[D]. 丁杨.华东理工大学 2015
[4]新型旋流沉砂池固液两相流数值模拟研究[D]. 叶勇.合肥工业大学 2012
[5]潜水搅拌器水力特性的优化研究[D]. 刘晓满.北京建筑工程学院 2012
[6]流化冰在高热流密度芯片冷却中的应用研究[D]. 崔倚琳.天津大学 2012
[7]潜水泵装置水力特性及优化设计研究[D]. 刘荣华.扬州大学 2010
[8]固液两相流沉降模型与数值模拟研究[D]. 刘斌.太原科技大学 2009
[9]筒式搅拌器的研制及其搅拌性能研究[D]. 秦学民.大庆石油学院 2008
[10]华能德州电厂供水分析研究[D]. 孙振江.河海大学 2007
本文编号：3668840
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景与来源
1.2 固液悬浮的研究现状
1.2.1 临界悬浮转速
1.2.2 搅拌设备结构
1.3 本文主要研究内容
第二章 固液悬浮数学模型
2.1 流体运动基本控制方程
2.2 Fluent计算原理介绍
2.3 求解方法及计算模型
2.3.1 欧拉法中常用模型
2.3.2 多重参考系方法(MRF)
2.4 Fluent数值模拟流程
2.5 本章小结
第三章 固液均匀搅拌影响因子的数值探究
3.1 搅拌器分类
3.1.1 常用搅拌桨结构形式
3.1.2 搅拌器选型
3.2 搅拌速度对固液搅拌均匀性的影响研究
3.3 搅拌器离底高度对固液搅拌均匀性影响研究
3.4 挡板对固液搅拌均匀性的影响研究
3.5 本章小结
第四章 均匀搅拌装置结构设计
4.1 搅拌机构设计
4.1.1 搅拌电机选型
4.1.2 搅拌轴的设计
4.2 气缸选型
4.3 其他相关附件的设计
4.4 本章小结
第五章 控制系统设计
5.1 控制系统硬件电路设计
5.2 主要电子器件选型介绍
5.3 控制系统软件设计
5.4 均匀搅拌装置人机交互界面设计
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
附录
攻读硕士期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄河泥沙基本特性分析及治理措施建议[J]. 卢书慧,张旭东,张治昊. 水利建设与管理. 2018(03)
[2]叶片安装角对H型垂直轴风力机气动性能的影响研究[J]. 杨秋萍,席德科. 太阳能学报. 2017(09)
[3]搅拌固液悬浮研究进展[J]. 杨锋苓,周慎杰. 化工学报. 2017(06)
[4]搅拌设备空心搅拌轴的设计开发[J]. 陆旭. 石油和化工设备. 2016(11)
[5]相同叶尖速比不同转速的垂直轴风力机气动性能分析[J]. 黄鹏,王宏光. 能源研究与信息. 2014(03)
[6]浸出设备内部流场研究[J]. 余良英,幸福堂,王晶. 矿业研究与开发. 2014(02)
[7]混砂车搅拌罐内混合过程的数值模拟[J]. 肖洋轶,石万凯,刘敬,杨思维,马南飞. 长安大学学报(自然科学版). 2014(02)
[8]搅拌浸出槽固液两相流场的数值模拟[J]. 吴宗武,孔建益,侯宇,王兴东. 机械设计与制造. 2014(02)
[9]旋流泵固液两相流输送特性试验[J]. 沙毅,刘祥松. 农业工程学报. 2013(22)
[10]水力旋流器油水分离数值模拟与实验研究[J]. 邵悦,赵会军,王小兵. 常州大学学报(自然科学版). 2013(02)
博士论文
[1]亚音速壁板的动力学特性的理论及实验研究[D]. 唐怀平.西南交通大学 2015
[2]黄河下游河道演变与河口演变相互作用规律研究[D]. 赵连军.武汉大学 2005
硕士论文
[1]竖缝式鱼道水力特性研究[D]. 杨培思.广西大学 2017
[2]固液搅拌槽中多颗粒临界悬浮特性的实验研究[D]. 张丽.北京化工大学 2017
[3]双层搅拌体系中固液两相流的数值模拟研究[D]. 丁杨.华东理工大学 2015
[4]新型旋流沉砂池固液两相流数值模拟研究[D]. 叶勇.合肥工业大学 2012
[5]潜水搅拌器水力特性的优化研究[D]. 刘晓满.北京建筑工程学院 2012
[6]流化冰在高热流密度芯片冷却中的应用研究[D]. 崔倚琳.天津大学 2012
[7]潜水泵装置水力特性及优化设计研究[D]. 刘荣华.扬州大学 2010
[8]固液两相流沉降模型与数值模拟研究[D]. 刘斌.太原科技大学 2009
[9]筒式搅拌器的研制及其搅拌性能研究[D]. 秦学民.大庆石油学院 2008
[10]华能德州电厂供水分析研究[D]. 孙振江.河海大学 2007
本文编号：3668840
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shuiwenshuili/3668840.html
