液—固相釜式搅拌反应器的放大研究

为研究液－固相非均相反应，依据几何相似原则，建立了３级带搅拌的釜式冷模设备。研究了固体粒子在液体中的流动与分散情况；搅拌转数、挡板的设置及叶轮在釜中的插入深度对固体分散的影响。对数据关联得到了放大依据，在杀螟松生产中，进行了放大验证，取得了较好的效果     

卧式搅拌釜放大设计

以反应器非几何相似、流体混和参数相近的放大准则设计了500L 卧式釜搅拌桨。该釜用于四氟乙烯分散聚合生产结果表明,与立式釜相比,具有反应时间短、分散液固相浓度高,树脂质量好等一系列优点。     

不同s／d下的双螺带搅拌釜内部流场的可视化研究

运用商业计算流体力学（CFD）软件FLUENT对用于高粘度物料聚间苯二甲酰间苯二胺（PMIA）双螺带搅拌釜进行速度场模拟，先用GAMBIT建立流体的简化模型采用多重参考系法（MRF）处理搅拌桨区。结果表明，所选模型能较准确地预测搅拌釜的速度场，同时通过改变鲥的值，找到最适合的值为1，最佳搅拌转速大约为50r／min，为搅拌釜的优化和放大提供参考。     

搅拌槽中液——液分散的放大研究 Ⅱ、苯乙烯悬浮聚合反应器的放大准则

本文提出了液—液分散体系的放大准则,并推出了各个波数域内的几何相似和非几何相似放大准则。在5L 和130L 聚合釜中得到了苯乙烯悬浮聚合反应器的放大准则。苯乙烯悬聚合中影响粒径及其分布的因素甚多,如搅拌转速,分散剂浓度,相比,界面张力及两相粘度等,对反应器放大规律研究带来很大的困难。Hoff、Reichert 等在不同尺寸的聚合釜里对上述因素进行了比较系统的研究,得到一些经验的粒径关联式和放大方程,见表1。经验放大方程因实验条件不同而相差很大。本文在液—液分散理论分析的基础上,提出了液—液分散体系的放大准则,结合5L 和130L 聚合试验,确定苯乙烯悬浮聚合反应器的放大准则。     

搅拌釜内流场三维数值模拟及功率预测

大型搅拌釜,尤其是涉及传热或两相介质搅拌的容器,其搅拌效果和功率往往难以预测。针对大型搅拌釜的搅拌器设计、流场结构模拟和功率预测等问题,采用CFD数值模拟技术,对搅拌釜内部的三维流场进行了数值计算。分析了搅拌釜内的流动结构,计算了不同曝气量时的搅拌功率,获得了详细的流场信息和各项特性参数。     

小型反应釜单、双层搅拌桨流场数值模拟比较

小型搅拌釜是实验室常用反应设备.采用CFD数值模拟的方式,采用SST湍流模型,采用多重参考系法分别对单层和双层搅拌桨小型搅拌釜的流场进行模拟,比较两种搅拌桨模型的桨叶区速度场、湍流强度分布以及线速度分布等预测结果,筛选适合小型反应釜的搅拌桨设计.     

预聚釜搅拌器的优化设计

在相似理论指导下,应用试验结果及搅拌放大技术,实现对聚合釜搅拌器的优化设计,选定搅拌器型式、规格,使其搅拌效果满足设计要求,满足用户使用要求。     

13 m3预聚釜搅拌器的优化设计

在相似理论指导下,应用试验结果及搅拌放大技术。实现对聚合釜搅拌器的优化设计,选定搅拌器型式、规格,使其搅拌效果满足设计要求,满足用户使用要求。     

搅拌槽内桨叶安装高度的数值模拟

采用CFD软件对搅拌槽内的气、液、固三相流动状态进行了数值模拟,桨型采用的是六直叶圆盘涡轮桨,具体从桨叶安装高度进行细致的数值分析,得出能够获得槽内良好固液悬浮性能下的最优化结构,并和标准搅拌槽进行对比,本研究为工业中搅拌槽的结构优化和放大提供了理论基础。     

127m^3PVC聚合釜搅拌试验研究

通过在与127m^3PVC聚合釜几何相似试验装置中的搅拌冷模试验,分析了不同搅拌器形式、挡板数量下的搅拌功率、流动形态和流场特性,为改进127m^3PVC聚合釜结构、提高生产能力提供参考。     

应用CFD技术对工业结晶过程进行模拟和放大

Some empirical mixing models were used to describe the imperfect mixing in precipitation process.However, the models can not, in general, reflect the details of interactions between mixing and crystallization in a vessel. In this study, CFD (computational fluid dynamics) technique were developed by simulating the precipitation of barium sulphate in stirred tanks by integration of population balance equations with a CFD solver. Two typical impellers, Rushton and pitched blade turbines, were employed for agitation. The influence of feed concentration and position on crystal product properties was investigated by CFD simulation. The scale-up of these precipitators was systematically studied. Significant effect on the crystal properties was found for the scale-up under some conditions.Keywords simulation, scale up, precipitation, CFD(computational fluid dynamics)     

计算流体力学用于搅拌器流场研究及结构设计

采用计算流体力学(CFD)模拟方法对现有同轴搅拌器的流场结构进行了模拟,同时进行了混合时间的数值研究,并与实验结果相比较,证实了模拟方法是可行的。针对现有搅拌器存在的问题,提出了3种改进型的搅拌器,并进行CFD模拟研究,发现桨Ⅲ所需混合时间最短,桨Ⅱ和桨Ⅰ次之;桨Ⅲ消耗的功率最大,而桨Ⅰ和桨Ⅱ所需功率最少。     

放大准则对混合澄清槽混合室中混合时间和流动特性的影响

工业混合澄清槽混合室的放大设计多基于操作经验,缺乏理论基础。基于几何相似放大,采用计算流体力学(CFD)方法,针对间歇操作的单相体系,对4 种不同放大准则下混合室内混合时间和流场特性的变化规律进行研究。结果显示,混合时间的计算值与测量位置有关,但随转速的增加受测量位置的影响减小;充分湍流条件下,本研究体系的功率准数趋于常数N_P=1.3,且几何相似放大可以保证混合室中轴向流动的流型特征;等桨叶端面速度和等Reynolds 数准则下,所需混合时间长,且抽吸压头小;等循环时间准则下,可以得到与基准混合室相同的混合时间和较高的抽吸压头,但单位体积功耗急剧增加到基准槽的24 倍;等单位体积功耗准则下,在满足具有较低的混合时间和较高的抽吸压头的同时还保证了较低的单位体积功耗,优于其他3 种放大准则。     

几种单层桨搅拌槽内宏观混合特性的比较

为了丰富对向心桨的混合特性的认识,比较了向心桨、Rushton桨、三斜叶桨和穿流桨的单层桨搅拌槽内的宏观混合特性,考察了搅拌转速、桨叶离底高度对搅拌槽混合时间和功率特性的影响。结果表明,四种桨的宏观混合时间均随着搅拌转速的增加而减少,搅拌功率均随转速的增加逐渐增大。当转速相同时,四种桨型中Rushton桨的功率消耗最大,三斜叶桨功率消耗最小,向心桨的功率消耗仅仅比三斜叶桨高。桨叶离底高度的变化对四种桨型的混合时间和功率的影响不尽相同。混合效率的影响因素大小顺序为：搅拌转速>桨型>桨叶离底高度。在考察的四种桨型中,向心桨的混合效率最高。研究成果可为向心桨等新型搅拌桨的工业应用积累实验数据,为其优化设计和放大提供理论依据。     

LDV和CFD在流体混合中的应用进展

采用激光多普勒测速仪LDV (LaserDopplerVelocimetry)测试技术和计算流体力学CFD (ComputationalFluidDynamics)方法 ,可获取搅拌槽中的速度场、浓度场等。从更微观的角度研究混合 ,对于混合设备的优化设计、放大和混合的基础理论研究具有重要意义。综述了此领域的进展情况     

搅拌槽内黏性流体流动的DPIV测量与CFD模拟

搅拌槽是化学工业及其相关工业广泛应用的设备之一,由于其内部流动的复杂性,搅拌混合操作目前尚未形成完善的理论体系．对搅拌槽的设计和放大,主要是依赖半经验的方法,对其内部流场有必要进行更深入的研究．目前对不同黏性流体的流动测量及计算流体力学模拟工作见诸报道较少,而     

搅拌反应器中液相混合时间研究进展

搅拌反应器是一种在化工、医药、能源和废水处理等领域应用比较广泛的设备.其中混合时间是表征搅拌反应器内物料混合状况的一个重要参数.本丈从实验测量方法和数值模拟两个方面综述了近50年来对混合时间的研究,并展望了未来混合时间测量方法和数值计算的发展方向.     

crystSim: A software environment for modelling industrial batch cooling crystallization

Crystallization modelling is limited by the availability of methods to reliably predict mixing, temperature and concentration distributions, supersaturation, nucleation and growth kinetics for crystallization systems of industrial size. A new software environment for modelling batch cooling crystallization has been developed integrating crystallization and fluid dynamics. The mathematical model can reliably predict mixing in stirred vessels of a given geometry and its effect on the crystallization kinetics and crystal product properties thus reducing the cost and time required for the design and scale-up of industrial crystallizers. The paper describes the development and application of crystSim for modelling industrial crystallization in stirred tanks. The software is developed in Visual C# making full use of Object Oriented Programming (OOP) and multithreading.     

多相搅拌槽内宏观混合研究进展

多相搅拌槽反应器广泛应用于化工、冶金等过程工业中,而多相混合状态对于多相搅拌槽反应器的设计、优化和放大具有重要意义.混合时间是表征其宏观混合过程的一个重要参数.文中从实验和数值模拟二方面对多相搅拌槽反应器的液相混合时间研究进行综述,对气液、液固、液液、气液固4种体系的多相搅拌槽进行了分类总结,讨论了分散相、桨型、转速、...     

双层涡轮桨搅拌反应器内混合时间的大涡模拟

采用计算流体力学(CFD)方法对直径为0.476m双层涡轮桨搅拌反应器内的流动及混合进行了数值模拟,并实验测试了混合过程。利用大涡模拟(LES)及Smagorinsky-Lilly亚格子模型求解湍流流动与示踪剂传递过程,桨叶区域采用滑移网格技术。研究结果表明,大涡模拟得到的示踪剂响应曲线和混合时间与实验结果吻合良好,其预测精度明显优于基于雷诺平均(Reynolds-averaged Navier-Stokes,RANS)的标准k-ε模型的模拟结果。大涡模拟是研究搅拌反应器内非稳态及周期性湍流流动的有效方法。