反应釜内搅拌混合特性研究

针对新型搅拌器(三层旋桨式搅拌器)在反应釜中搅拌效果的问题,运用了计算流体力学(CFD)的方法,以工业上常用的框式搅拌器作为对比试验对象,对这两种搅拌器在Solid Works软件中进行了三维建模,然后将建好的模型导入Fluent软件中进行了流场仿真分析。数据后处理应用Tecplot和Excel软件,从Fluent数据中提取出了两种搅拌器所形成的流场、有机溶液分布云图和选定横截面的有机溶液的体积分数,从这些数据中分析研究了新型搅拌器在反应釜中的搅拌混合效果。研究结果表明:新型搅拌器所形成的轴向混合流场比框式搅拌器形成的轴向循环流场更为科学,搅拌效果更好,而且新型搅拌器搅拌后的有机溶液分布更为均匀。     

用霍尔传感器测量磁力搅拌器转速的方法探索

磁力搅拌器的转速是流体运动过程中的重要参数之一。通过计算得到磁力搅拌器各部件的转速，即可计算出不同部件间的相对转速。该方法比较简单，但是测量精度不高，且不能在实验室环境下进行。所以，通过改变磁力搅拌器所需的转速作为实际测量数据。用霍尔传感器测量搅拌速度，并用矢量模型进行计算得到旋转速度。根据旋转速度及转速绘制速度曲线，可以判断出流体在搅拌器中被搅拌时所需施加能量大小。转速是磁力搅拌器最重要的参数之一，它直接关系到混合液是否能被充分搅拌、剪切、搅拌均匀以及是否能够顺利运行。     

叶片安放角对开启涡轮式搅拌器的影响

开启涡轮式搅拌器是水处理、化工、冶金等行业中的常见搅拌设备.叶片安放角影响其搅拌功率、流态.首先应用计算流体力学(CFD)软件对不同叶片安放角下的开启涡轮式搅拌器流场进行数值模拟,得出功率曲线和流场分布,然后通过实验验证了数值模拟的正确性,为开启涡轮式搅拌器的选型和设计提供了参考依据.结果表明当雷诺数(Re)较小时,随着安放角(θ)的增大功率增大并不明显,当Re足够大,水流处于湍流状态时,随着θ的增大功率急剧增大;当安放角为90°时,搅拌槽内水流以径向流为主,并以叶轮为界形成上循环流和下循环流,循环较弱,当叶片安放角为24°或45°或60°时,水流以轴向流为主,并沿搅拌槽区域形成整体循环流,循环较强.     

基于Fluent的双卧轴搅拌器数值模拟研究

针对一种PVA纤维双卧轴搅拌器,利用Fluent软件对其内部流场进行数值模拟,分析了在梯形搅拌叶片作用下搅拌器内流场的湍流强度以及速度分布情况,对比分析了不同搅拌转速对流场分布规律的影响。结果表明,减小搅拌叶片间距和减小搅拌轴轴距均可增大流场的湍流强度,有助于纤维的分散;搅拌转速在650 r/min左右时,搅拌器分散效率最高。为纤维分散的流场特性研究及搅拌结构的优化提供一定参考价值。     

一种新型错位曲面搅拌桨的设计和仿真

为了改进汽车水性金属漆的搅拌效果,在六直叶涡轮搅拌桨叶的基础上,设计改进了一种新型的错位曲面搅拌桨叶.利用ANSYS CFX软件,分析了搅拌罐内部流场、速度场、流动方向、剪切速率场的分布情况.计算结果表明,这种改进搅拌器桨叶相比于原始桨叶的流体流动速度更大,流动形态有所改善,剪切效果也显著增强.该研究为进一步优化和实验研究提供了必要的理论依据.     

柴油乳化机自适应模糊控制系统设计与研究

在柴油乳化机的机械系统中,采用搅拌、剪切、高压雾化喷射等环节,经过多次循环乳化,实现乳化柴油分子团的平均直径大小控制,改善乳化质量。在柴油乳化机的电气控制系统中,使用了液位传感器、流量计等检测设备,主轴电机为三相交流异步电机,以基于自适应模糊控制的变频调速控制系统实现转速控制,经初步检验分析该系统可以在没有使用乳化剂的情况下使经搅拌和剪切过程中的油—水分子团直径更小、分布更均匀,达到提高乳化油稳定性的效果。     

机械搅拌槽内非牛顿流体内流特性研究

在工业生产中获得广泛应用的机械搅拌混合,其流体大都是非牛顿流体,具有与牛顿流体不同的流变性质（弹性效应,剪切稀化以及剪切变稠）,所以急需对非牛顿流体情况下搅拌槽内的内流特性开展研究。基于Lin-A315桨型的粒子图像测速技术（Particle Image velocimetry,PIV）试验结果对搅拌槽内非牛顿流体的流场特性进行定常/非定常数值模拟,研究不同质量分数的黄原胶溶液在不同搅拌速度下的轴面流速分布、湍动能分布、径向截线的流速剖面、所需要的搅拌混合时间以及搅拌能耗。结果表明,数值模拟可以很好地模拟分析机械搅拌槽内非牛顿流体的流场特性;提高搅拌速度可以增加槽内主循环流的范围和强度,搅拌槽内涡的分布和湍动能分布范围也相应变大,与100 r/min相比,300 r/min和500 r/min工况下的轴向速度最大值增加3.6倍和5.9倍,所需要的混合时间缩短0.46倍和0.36倍;增加黄原胶溶液的浓度会减小流场的主循环流范围,增加速度梯度,降低槽底区域循环速度,所以与非牛顿流体溶液浓度的变化相比,所需要混合时间对转速变化更为敏感;另外提高搅拌速度会增加搅拌能耗,因此对低浓度非牛顿流体宜选择中等转速、高浓度非牛顿流体宜选择高转速以有利于溶液混合和能源节约。     

三叶折叶浆搅拌流场三维速度分布规律的研究

用激光测速技术测定了三叶折叶浆搅拌流场的三维速度分布规律,通过流场分析发现该类搅拌浆轴向流动特性较差,为进一步研究开发新型高效轴流式搅拌器奠定了基础。     

穿流式搅拌器槽内流场的数值模拟

利用计算流体力学(CFD)方法对有挡板条件下的桨式和穿流式搅拌器槽内流场进行了三维数值模拟。在模拟的条件下,穿流式搅拌器提高了搅拌槽内的剪切速率,能够增强槽内流体的湍动,同时也加强了搅拌槽底部的流体流动。实验和模拟都发现在雷诺数较低时,两者的功率准数相当,随着雷诺数的增加有孔平桨的功率准数下降。并且发现单层四叶有孔平桨和双层二叶有孔平桨的功率准数模拟相对误差小于单层二叶有孔平桨的模拟误差。总体来说模拟值与实验值吻合还是较好,所以CFD方法的能够用于穿流式搅拌器的优化设计。     

曲面型叶片轴流式搅拌器数值模拟研究

采用计算流体动力学(CFD)软件FLUENT、利用多重参考系法(MRF)对曲面型叶片轴流式搅拌器的流场进行数值模拟.首先分析研究了不同扭角下曲面型搅拌器槽内流场特性和搅拌功率,表明:当扭角为10°时,槽内湍流强度强的区域更大,且搅拌功率最高;其次还分析了不同桨叶数的曲面型轴流式搅拌器的时均速度分布和搅拌功率,可知槽内时均速度、搅拌功率随着桨叶数的增加而增加.     

新型内外组合搅拌桨的开发及流场特性

提出一种适用介质粘度范围广的新型内外组合搅拌桨。利用计算流体力学和粒子图像测速技术对该搅拌桨产生的流场进行研究。考察不同工作介质、不同转速比情况下,带有新型内外组合桨的搅拌设备内的时均速度、速度变化率和剪切速率分布。结果表明：新型内外组合搅拌桨在各个方向产生的流动都比较剧烈,其径向速度和轴向速度的分布与内外桨转速比密切相关。采用新型内外组合桨改善了搅拌设备近壁区的流动状况,改善程度随着转速比的减小而增强,且对假塑性流体流动状况的改善优于牛顿流体。新型内外组合搅拌桨改善了整个搅拌设备内尤其是近壁区的剪切水平,并且改善程度随着转速比的减小而显著增大。     

通过界面设计调控电流变液传输能力的研究

应用电流变液 (以下简称ERF)制备了一套模拟无级调速传输系统 ,通过改变传输系统界面设计 ,即通过调整剪切绝缘条与筒壁轴向的夹角 ,在相同结构及尺寸的传输系统上 ,可以实现对ERF传输能力的调控 ,剪切绝缘条与筒壁轴向的夹角愈小 ,输出转速愈大 ;当外加负载增大时 ,应合理地选择外加场强配合 ,以实现对输出转速的有效调控     

基于Mixture模型的磷酸萃取搅拌器固液两相流研究

利用Mixture模型对磷酸萃取的反应过程进行了非定常的固液两相流数值模拟,发现在相同的搅拌周期内,折叶型搅拌器使固相物（磷石膏）均匀分布于浓磷酸中的能力要强于圆盘涡轮式搅拌器,即折叶型搅拌器用于磷酸萃取过程中效率高于圆盘涡轮式搅拌器。通过两相流CFD数值模拟的方法,对比了双层折叶式搅拌器与折叶型搅拌器在相同的时间节点上的混合搅拌效果,发现双层折叶式搅拌器在磷酸萃取过程中,效果要明显优于普通的折叶型搅拌器,且在相同的转速下,双层折叶式搅拌器相对折叶型搅拌器的功率增量在可接受范围之内。     

7m3聚氯乙烯聚合釜研制

主要介绍了7m3聚氯乙烯(PVC)聚合釜技术特性、结构特点、制造工艺及以冷模试验为基础，测定搅拌器动力特性、循环特性和流动型态，并根据试验放大结果，确定搅拌器型式、几何参数、搅拌操作参数。     

基于Fluent的搅拌器三维流场数值模拟及其实验研究

利用Fluent软件对搅拌器搅拌过程进行单相(水)三维数值模拟,研究3种不同类型桨叶在不同搅拌速度和有无挡板条件下搅拌器的搅拌特性,并用搅拌实验结果验证了数值模拟的合理性。同时,搅拌器单相流场数值模拟结果为搅拌器放大提供了充分的理论依据,为搅拌器的优化设计奠定基础。通过理论研究与实验验证相结合的方法,分析了影响搅拌性能的因素,减少了实验时间和成本,对搅拌器的实践工程应用有指导性意义。     

椭圆底封头十字形挡板搅拌釜内流场研究

以底部椭圆形封头十字形挡板搅拌反应釜为研究对象,采用Fluent软件分析搅拌桨流型、离底高度、直径、底部加装挡板及其高度和长度对该搅拌釜内流场的影响,利用标准k-ε湍流模型对其在单相流体水中产生的流场进行模拟。开展搅拌轴转矩的试验研究,并与模拟值进行对比。研究表明,径向流搅拌桨更适合于底部加装挡板搅拌釜流场的研究。与六直叶圆盘涡轮搅拌桨相比,六直叶开启涡轮搅拌桨更有利于反应釜内物料的悬浮及混合。搅拌桨离底高度取0.7倍液面高比0.6倍更合适。搅拌桨直径越大,轴向速度越大,反应釜中心部位形成的螺旋向上轴向流越明显。在十字形挡板高度或长度固定时,搅拌桨下部区域中心部位的轴向速度比其他部位大,搅拌釜内上桨、下桨叶区将形成一个循环。同等条件下,随着搅拌转速不断增大,搅拌轴转矩随之增大。搅拌轴转矩的模拟值与试验值的相对误差在10%左右,两者具有很好的一致性。     

标准搅拌器临界转速的探讨

分析了搅拌轴临界转速校核计算,用数学推导的方法得到了简化的计算公式,可用于搅拌器的设计和校核。     

磁力搅拌湍流场的PIV测量及流场演变的POD分析

为了解磁力搅拌过程湍流特性,对其开展了激光粒子图像测速(PIV)试验,并进行了本征正交分解(POD)分析.分析表明,在测量平面转子外部区域,除平均流动,含能量较高的流动结构为循环剪切流和转子旋转的尾涡结构.在搅拌槽底部具有较高的旋涡强度,有利于固体颗粒悬浮.流体与转子之间的流-固耦合作用使转子产生振荡,随转速升高,系统...     

搅拌转速对渗碳17CrNiMo6钢在硝酸盐浴分级淬火时畸变的影响

采用冷却性能测试仪测试了不同搅拌转速下硝酸盐介质的冷却特性曲线,分析了搅拌转速对该介质冷却能力的影响;在17CrNiMo6钢棒上加工出C形试样并进行了渗碳处理,然后分别进行了不同搅拌转速下的硝酸盐浴分级淬火和油淬,分析了搅拌转速和淬火介质对该试样畸变的影响。结果表明:搅拌转速对硝酸盐介质低温冷却速率的影响最为显著;随着搅拌转速的增大,经硝酸盐浴分级淬火后试样的平均畸变率增大,搅拌转速为300r·min-1时的平均畸变率最小,为1.66%,比快速淬火油淬火后的(2.33%)降低了28.8%;搅拌转速为700r·min-1时更有利于控制硝酸盐浴分级淬火时试样的畸变量,该速度下的畸变量测试值的均方差最小,平均畸变率为1.84%。     

标准搅拌器临界转速的探讨

分析了搅拌轴临界转速校核计算，用数学推导的方法得到了简化的计算公式，可用于搅拌器的设计和校核。