侧伸式搅拌槽固液悬浮性能

采用f2 m′4.2 m侧伸式搅拌槽,研究了搅拌桨安装位置、通气速率、固体颗粒浓度和液位高度对侧伸式搅拌槽颗粒悬浮性能的影响. 结果表明,搅拌轴水平偏转角对功率准数的影响很小,均布式为侧伸式搅拌槽搅拌桨的最佳排布方式,最佳偏转角bopt=10o;临界转速NJS最小值出现在搅拌桨伸入长度/搅拌桨直径比L/d=1.44处;降低搅拌桨安装高度h为0.75d左右,相比于传统的h=1.5d可减少约30%能耗;液位高度/搅拌槽直径比H/T<0.5时,NJS随H的升高而迅速增大. 得到了通气量QV与NJS的关系式NJSG-NJS=1.46QV1.15和固相浓度w对NJS影响的关系式NJSμw0.27.     

涡轮桨直径对锥盘底搅拌槽固液混合特性影响

利用CFD技术对锥盘底搅拌槽内的固液两相流混合浓度场进行数值模拟研究,考察了45°圆盘涡轮式搅拌桨直径d对固液混合时间数,单位体积混合能,浓度标准差,湍动能和湍动耗散率,和固相离底悬浮临界转速的影响。研究表明:随着搅拌桨直径的增大,搅拌槽内的流体由轴向流转变为径向流的流型转变高度逐渐减小。桨径比d/D大于0.3时,混合时间数显著减小;d/D小于0.4时,单位体积混合能较小;d/D达到1/3时,单位体积混合能最小。浓度标准差随搅拌桨直径的变化波动较小。d/D小于0.4时,湍动耗散率的增长率较低;d/D大于0.3时,固相离底悬浮临界转速显著减小。从提高混合效率和降低能耗的综合角度考虑,桨径比d/D应控制在0.3—0.4之间。     

新型自吸式多相搅拌槽临界悬浮特性的实验研究

在不通气的情况下,对新型多相搅拌槽进行实验,得出了其固相含量w、颗粒密度r、搅拌槽内径D与临界悬浮转速Nc的关系,在相同条件下,与给定结构尺寸的标准搅拌槽对比了临界悬浮转速. 结果表明,Nc随固相分率j增加和粒径dp增大而增大,不利于达到良好的悬浮效果;固相颗粒密度越大,临界悬浮转速随之增大;槽径增大使达到悬浮状态的临界转速降低. 该新型搅拌槽临界悬浮转速的关联式是Nc=6.3dp0.21(gDr/rL)0.45w0.19/D0.55;同一固相分率下,新型多相搅拌槽的临界悬浮转速比标准搅拌槽降低了30%,在较低转速下就能使颗粒悬浮.     

新型穿流式搅拌桨研究 I.全混状态下的水射流实验

穿流式搅拌桨桨叶上的开孔所引起的射流对于提高搅拌效率、降低搅拌能耗起着重要的作用。采用模拟实验方法,研究了全混状态下喷孔出口流速、孔径和孔长对水射流半扩展角β和源点xp/D的影响。研究结果表明:喷孔孔径、孔长以及喷孔前流体的湍动程度对射流发展有很大影响,存在一临界喷孔长径比(H/D)0,1.31 (H/D)0 1.67。当H/D≤(H/D)0时,β随速度(或Re)增加而增大,xp/D随Re增加变化很小;当(H/D)>(H/D)0时,β随速度(或Re)增加而减小,xp/D随Re增加而减小。为了获得较好的混合效果,搅拌桨桨叶上的开孔所引起的射流应有尽量大的扩展效果,因此桨叶上开孔的长径比应小于(H/D)0。     

新型穿流式搅拌桨研究--Ⅰ.全混状态下的水射流实验

穿流式搅拌桨桨叶上的开孔所引起的射流对于提高搅拌效率、降低搅拌能耗起着重要的作用.采用模拟实验方法,研究了全混状态下喷孔出口流速、孔径和孔长对水射流半扩展角β和源点xp/D的影响.研究结果表明喷孔孔径、孔长以及喷孔前流体的湍动程度对射流发展有很大影响,存在一临界喷孔长径比(H/D)0,1.31≤(H/D)0≤1.67.当H/D≤(H/D)0时,β随速度(或Re)增加而增大,xp/D随Re增加变化很小;当(H/D)＞(H/D)0时,β随速度(或Re)增加而减小,xp/D随Re增加而减小.为了获得较好的混合效果,搅拌桨桨叶上的开孔所引起的射流应有尽量大的扩展效果,因此桨叶上开孔的长径比应小于(H/D)0.     

半椭圆管盘式涡轮搅拌桨气-液分散特性

在直径为0.476 m的椭圆底搅拌槽中,采用半椭圆管盘式涡轮桨,研究桨径与槽径比D/T变化(分别为0.28, 0.33, 0.4及0.5)对气液两相体系中临界分散、通气功率和气含率的影响. 结果表明,对于D/T较小的搅拌桨,采用由载气到气泛测得的泛点比气泛到载气测得的泛点明显滞后,但随D/T增大泛点滞后现象消失;在相同通气量下,D/T对相对功率需求(Pg/P0)的影响不大;功率消耗相同时,低通气量时气含率随D/T增大略有增大,但高通气量时恰好相反. 研究结果及泛点、通气功率、气含率关联式对工业气液搅拌反应器设计操作具有参考价值.     

穿流式搅拌桨在水—磷石膏系统中的搅拌性能研究

模拟工业生产中的磷酸萃取装置中磷石膏的悬浮过程，研究了穿流式搅拌桨在水－磷石膏系统的最佳开孔率值，最佳孔径值，最佳浸润周边值，以及不同开孔率、孔径、浸润周边下功率的变化，以及粘度和转速变化对功耗的影响，得出了临界悬浮值，并在冷模实验的基础上，对穿流式搅拌桨在工业上的应用前景作了预测。     

穿流式搅拌桨在水-磷石膏系统中的搅拌性能研究

模拟工业生产中的磷酸萃取装置中磷石膏的悬浮过程,研究了穿流式搅拌桨在水-磷石膏系统的最佳开孔率值、最佳孔径值、最佳浸润周边值,以及不同开孔率、孔径、浸润周边下功率的变化,以及粘度和转速变化对功耗的影响.得出了临界悬浮值,并在冷模实验的基础上,对穿流式搅拌桨在工业上的应用前景作了预测.     

聚丙烯N催化剂合成体系搅拌优化

通过冷模模拟搅拌研究,对聚丙烯N催化剂合成体系的搅拌形式进行优化。研究表明,采用双层d/D=0.5的45°四叶斜桨,下层桨离底高度为h/D=0.18,二桨的桨间距s/d=1时,体系的临界搅拌转速nc为最小,二层桨之间不良影响较小,适合固体在体系中的悬浮。催化剂合成热模实验表明,采用以上的搅拌形式,在一定的搅拌转速范围内,可以较好地控制催化剂的颗粒形态。     

面向最优固含率的推进式搅拌器固相悬浮性能研究

稠密固-液搅拌操作中,优化固含率可以有效降低能耗、减少污染。在较宽固含率范围内,实验研究了推进式搅拌器的固相悬浮性能,考察了搅拌桨直径、桨叶离底高度等结构参数和固相粒径、液相黏度等物性对临界离底悬浮状态下单位质量功率的影响。结果表明,随固含率增加,单位质量搅拌功率先减小后增大,存在最优固含率,具有最低单位质量搅拌功率。对比不同工况,桨叶离底高度的变化对最优固含率的影响较小;而桨叶直径和固相粒径的增大,均会使最优固含率减小。黏性体系与清水体系相比,单位质量搅拌功率更小,最优固含率更高。此外,建立了推进式搅拌器驱动下单位质量搅拌功率的预测公式,可用来确定不同工况下的最优固含率,从而为工业上固-液搅拌操作中选择合适的悬浮液操作浓度提供一定的指导。