底入式搅拌器流场的影响因素研究

通过对硫铵结晶底入式搅拌器流场的CFD数值模拟,分析了搅拌转速、搅拌桨半径对高效轴流式搅拌器流场的影响。研究表明,搅拌转速对搅拌釜内流场的分布形式影响较小,随着转速的增加,流量和功率随之增加,近似呈线性规律分布,搅拌器内流体具有较好的循环性能;随着搅拌半径的增大,搅拌器内速度分布逐渐均匀,搅拌桨对流体的剪切性能较好。     

新型Maxblend搅拌器用于工业规模反应器混合特性的数值模拟

黄原胶溶液为研究体系,用CFD技术研究了Maxblend搅拌器在大高径比工业规模反应器中流体力学行为,重点考察了功率特性、死区分率、流场分布和剪切性能等流体动力学性能。结果表明:Maxblend搅拌器的功耗随转速提高而增加,死区分率随转速提高而减小;随着雷诺数增加,釜内平均剪切速率增加。工业规模反应器中,搅拌流场呈全釜大循环流型。     

悬浮四氟聚合反应釜的搅拌装置探讨

悬浮四氟聚合反应釜的上中央插入式搅拌器和底伸斜入式搅拌器相比,底伸斜入式搅拌器转速易提高,湍流强度与循环速率大,搅拌稳定性好,反应速率快,树脂产品性能提高。     

悬浮四氟聚合反应釜的搅拌装置探讨

悬浮四氟聚合反应釜的上中央插入式搅拌器和底伸斜入式搅拌器相比,底伸斜入式搅拌器转速器提高,湍流强度与循环速率大,搅拌稳定性好,反应速率快,树脂产品产品性能提高。     

搅拌中的碰撞作用及设计放大原则

通过固体颗粒和水的混合物在搅拌器中进行搅拌使固体颗粒粉碎至一定粒度的试验，研究了各种搅拌参数如液固比、搅拌桨叶端速度、桨叶直径、转速、层数、宽度、时间、液深对颗粒粉碎效果的影响。提出在搅拌过程中，除了循环流动及剪切外，其碰撞作用在某些过程中占了重要地位。分析指出在搅拌粉碎中存在极限粒径，给出了极限粒径和叶端线速度的关系式，解释了随着搅拌时间的增加，粉碎效率逐渐降低及在一定范围内固体含量增加使粉碎效率提高的现象。结合循环流动、剪切及碰撞原理，对减小液深，增加直径、转速及桨叶层数可减少搅拌时间进行了分析，并得出桨叶宽度对颗粒粉碎效果影响甚微的结论。提出了设备放大原则和放大后搅拌时间的近似计算公式。新设计的搅拌器用于生产实践后与原有装置相比提高了效率，降低了能耗。     

搅拌槽中高粘流体的速度分布

本文使用示踪粒子照相法对双螺带、框-螺带-锚、交叉桨式和MIG-锚搅拌器,测定了搅拌槽中高粘流体的流型和速度分布,用单个悬浮粒子测定了循环时问。结果表明在槽水平断面上,流体主要是切向流动,径向流动很弱,轴向循环流量系数N_q的大小显著地依赖于轴向泵送流体的叶片面积的大小。双螺带搅拌器的轴向流动速度和循环流量系数大于其它三种搅拌器。框-螺带-锚搅拌器的切向速度最大,而轴向速度很小,全槽范围的上下循环流动很弱。交叉桨叶的轴向速度在某些径向位置接近于零。本文结合速度分布讨论了高粘流体的混合机理和搅拌器结构对混合速度的影响。搅拌槽中流体的流型和速度分布信息对解析槽中流体的温度和浓度分布是非常重要的。一只高混合效率搅拌器,应该具有较强的剪切性能和良好的轴向循环性能。以往有关搅拌槽中流体力学的研究绝大多数是针对搅拌功率消耗、混合和循环时间,而流型和速度分布的研究只有少量报道。本文研究了四种搅拌器的流型和速度分布,结合早先的研究结果,评价了它们的剪切、混合和循环性能以及搅拌器结构的合理性,并为化工生产中选择和改进搅拌器提供依据。     

筒式搅拌器及其开发

介绍了实用新型专利——筒式搅拌器的结构和设计原理。筒式搅拌器主要有筒体和内弯叶片组成,搅拌时能同时产生强大的径向流和轴向流,具有较大的排液量和循环流量,混合效果极强。筒式搅拌叶轮的各尺寸设计取决于液体性质、混合要求、容器直径和转速等因素。     

六直叶开启涡轮式搅拌器的二维数值模拟

由于搅拌过程中流场的复杂性,选用何种型号的搅拌器从而提高搅拌效率、降低能耗是搅拌设计中的关键。本文借助Fluent软件分析六直叶开启涡轮式搅拌器的桨叶直径、转速对搅拌的影响,并对比了在同一工况下平直叶圆盘涡轮式搅拌器和六直叶涡轮搅拌器的搅拌效果。     

橡胶沥青搅拌罐内混合过程的数值模拟

针对橡胶粉与基质沥青混合过程中出现的漂浮、沉底、粘壁及挂料现象,建立了橡胶沥青搅拌罐的几何模型,基于计算流体力学软件对罐内混合过程进行非定常固液两相流数值模拟,分析了影响混合均匀性的因素,如桨叶直径、桨叶位置、挡板及搅拌速度等. 结果表明,尺寸适宜的桨叶直径与合适的桨叶位置有利于形成循环的轴向流,并减少定常流现象,安装挡板有效减少了切向流,搅拌器转速不影响内部流场的基本形态,但适宜的搅拌转速提高了混合均匀性. 混合均匀度与模拟结果印证,且当搅拌器直径800 mm、桨叶距离罐底680 mm、桨叶宽100 mm、搅拌速度280 r/min时,优化后橡胶粉的分布较均匀,混合均匀度为0.24,处于完全离底悬浮状态,模拟结果与实验结果较吻合.     

粉体搅拌扭矩的试验及关联式

在直径为480mm的平底搅拌槽内,采用平均直径为4.89μm的氢氧化铝粉体进行搅拌扭矩的试验。通过扭矩传感器测量3种不同型式（开启涡轮XCK、二叶直桨PJ和管形桨GXJ）的6个搅拌器（XCK348、XCK290、PJ348、PJ232、GXJ348和GXJ232）的扭矩。试验结果表明：针对不同的搅拌器型式,搅拌器的扭矩增加幅度从高到低的排序是XCK348＞GXJ348＞PJ348＞XCK290。随着粉体高度的增加,GXJ348搅动效果相对较好。相同工况下搅拌的扭矩随着转速增加而有所下降。搅拌的扭矩大小主要是和搅拌器离粉体表面的高度和搅拌的Froude数有关。对于搅拌器组合,当间距较大时各层搅拌器互相不影响;当层间距与搅拌器直径之比小于0.32时,各层搅拌器存在相互作用。通过扭矩的量纲分析和搅拌粉体的受力分析,分别获得了3种搅拌器型式的扭矩关联式。