鱼尾形桨叶用于龙卷流型搅拌反应器的性能研究

介绍了一种新型、高效、节能的鱼尾形搅拌桨叶应用于龙卷流型搅拌槽中的组合反应器。龙卷流型搅拌设备兼有径向流和轴向流搅拌的特点,其最大的优势在于可以用较低的成本解决目前存在的一些高密度或高浓度固体颗粒悬浮操作技术上的难题。基于此,提出了对这种搅拌式反应器进行更进一步改进的方案。利用CFD技术对鱼尾不同的张开角度和挡板偏移条件进行了模拟,得到了尺寸优化的鱼尾形搅拌反应器结构。     

基于计算流体力学的聚酯合成反应釜中搅拌桨模拟及其结构优化

聚酯合成过程中,搅拌桨为反应釜中极其重要的部件,搅拌桨的合理设计与优化,可提高搅拌效率并缩短聚酯合成反应时间。本文对广州擎天材料科技有限公司的聚酯合成反应釜目前工况进行计算流体力学(CFD)模拟,发现其反应釜内流体存在混合不均匀及釜内流体"死区"现象严重。通过改变搅拌桨的转速、半径及倾斜角等方法,对搅拌桨进行优化和改进;并结合CFD Fluent商业软件,模拟改进后的搅拌反应釜的宏观流场结构。结果表明:搅拌桨倾斜角为60°时,反应釜内流体分布更为理想;框板式搅拌桨中间区域的流速增加,有利于减少流体的"死区"范围;将搅拌桨倾斜角改为60°,聚酯反应时间由10 h缩短至7 h,提高了生产效率。     

计算流体动力学用于搅拌槽内对数螺旋导流板结构的优化

运用计算流体动力学方法对中心龙卷流型搅拌槽内部流场进行数值模拟,研究了对数螺旋导流板角度、极角角度、初始半径、导流板高度对搅拌槽内流场的影响,以优化设计用于生产纳米氧化镁的搅拌槽导流板结构. 结果表明,对数螺旋导流板几何尺寸对宏观流场影响显著,当搅拌槽内径300 mm、桨叶为六直叶圆盘搅拌桨、对数螺旋导流板角度45o、极角角度60°、初始半径20 mm、导流板高度30 mm时,搅拌槽内整体流场形成2个循环流动,龙卷流效果明显,混合性能较好,并在纳米氧化镁制备实验研究中得到验证.     

磷酸陈化槽内桨叶高度对颗粒悬浮特性影响的数值模拟

以磷酸陈化槽为研究对象,使用计算流体力学软件FLUENT对陈化槽内的磷石膏固体颗粒的悬浮特性进行了数值模拟,模拟结果表明在高搅拌转速条件下,过大或过小的桨叶离底高度都不利于颗粒悬浮,搅拌功率随着桨叶的离底距离先增大,然后趋于稳定,但是离底距离对搅拌功率的影响较小,可以忽略不计,结合搅拌槽内固相的浓度分布情况,得出相对最好的桨叶离底距离为陈化槽直径的0.33倍。     

基于CFD的丙烯淤浆聚合反应釜流场的数值模拟

基于计算流体力学(CFD)对丙烯淤浆聚合反应釜中液固两相流进行数值模拟,建立5L、无挡板、锥形釜底和四叶推进桨反应釜模型,采用多重参考系方法(MRF)、Mixture多相流模型和RNGk-?湍流模型模拟搅拌过程,通过冷模实验验证了模型的可靠性,并模拟得到了10%聚丙烯(体积分数)下釜内流体的速度场及浓度场。结果表明,釜内流体呈双循环流特征,聚丙烯浓度轴向呈中间低两头高的分布,径向随着轴向位置的上升分别呈"下凸"型、"直线"型、"W"型分布。在桨叶安装高度为0.56D(D为筒体部分直径)、桨叶直径为0.49D的情况下,搅拌转速在1200r/min左右时,混合效果最好;在转速为1000r/min时,桨叶安装高度为0.56D的情况下,桨叶直径在0.52D时,混合效果最好;适当降低釜内桨叶安装高度,可以在一定程度上改善釜底聚丙烯的堆积。     

新型高效节能搅拌设备——中心龙卷流型搅拌槽

介绍一种新型高效节能搅拌设备———中心龙卷流型搅拌槽。该设备是根据槽内流体的流动形态取决于搅拌叶轮、附件的类型及它们之间的空间配置关系 ,从运用龙卷风形成机理入手研制成功的。该设备兼有径向流和轴向流的搅拌特点 ,搅拌混合性能优良 ,其最大的特点在于可以用较低的成本解决目前存在的一些高密度或高浓度固体颗粒悬浮操作技术难题。     

桨叶型式对中心龙卷流型搅拌槽内流动场的影响

采用计算流体力学(CFD)对中心龙卷流型搅拌槽内部流场进行了数值模拟,从速度、压力、湍动能、功耗等方面研究三种不同的搅拌桨叶对搅拌槽工作性能的影响。研究结果表明:6PBDT在整个搅拌槽内速度分布相对较均匀;6SBDT在轴截面处的压力分布较为均匀,湍动能分布面积相对较大;在相同条件下,6SBDT所消耗的功率大,即槽内流体的混合性能最好。     

制备生物柴油反应釜内固液悬浮特性数值模拟

针对利用固体酸催化剂制备生物柴油反应釜内固液混合均匀性问题,选择了具有不同叶轮组合的双层搅拌桨:上层叶轮为A200下层叶轮为A100(A1)和上层叶轮为A100下层叶轮为A200(A2)。基于计算流体力学(CFD)方法,采用Mixture多相流模型对固体酸粒子在反应釜内固液悬浮特性进行数值模拟,获得两种桨结构反应釜内固体酸粒子完全离底的临界悬浮转速,并考察不同工况对反应釜内固体酸粒子速度、浓度分布及均匀性影响。结果表明:相同粒径条件下,A1反应釜中粒子的临界悬浮转速小于A2反应釜;提高搅拌转速、减小粒子粒径有利于提高固体酸粒子运动速度,体积分数对固体酸粒子速度的影响较小;当搅拌转速、粒子粒径和体积分数分别为980 r/min、0.3 mm、0.75%时,A1反应釜内固体酸粒子浓度分布的标准偏差较A2而言,下降了4.25%、4.25%、2.58%,说明搅拌桨A1对釜内固体酸粒子分布的均匀性优于搅拌桨A2。     

三相搅拌器叶片数和安装高度对搅拌效率的影响

采用Ansys CFX 12.0软件建立了涡轮式中心龙卷流型搅拌器实体模型,采用计算流体动力学方法对搅拌器内气液固三相的搅拌效果进行了数值模拟,并运用Origin将数据进行拟合,得出搅拌器内某一点的气相和固相的体积分数及速度矢量图等,重点研究了搅拌桨不同叶片数和安装高度对搅拌效果的影响。结果显示:在同一工况下,搅拌桨叶片数为22、安装高度为160mm时搅拌效果最佳。     

新型挡板对搅拌特性的影响研究

本文提出了一种中间断开并错开一定距离、倾斜15°的新型挡板,运用计算流体力数值模拟软件Fluent,分别对常规挡板和新型挡板搅拌釜在相同条件下的液-固搅拌过程进行了数值模拟。结果表明,新型挡板不仅可以提升搅拌釜中固体颗粒分布的均匀度、流体流动的湍动程度和桨叶上下两个循环速度,从而提高搅拌的混合效果,而且可以降低搅拌釜的搅拌功率,是一种性能优良的挡板。     

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.     

氯乙烯聚合釜及聚合物粒径

一、搅拌反应釜内的 流动特性 悬浮聚合釜的搅拌主要有以下三种作用:①使单体及水分散开;②使聚合后期形成的颗粒悬浮起来;③使釜液循环混合促进传热。 在搅拌反应釜内液体的混合,可以由以下几部分作用来完成。 1、桨叶内部的混合:桨叶从上、下吸入液体形成较强的吸入旋涡,在桨叶间激烈混合,吐出的液体可认为处于完全混合状态。     

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。     

改进Intermig桨种分槽搅拌性能的数值模拟

利用商业CFD软件Fluent 12.0和并行计算系统图形工作站,对改进的Intermig桨种分槽内部流场进行了三维数值解析.采用Realizable κ-ω流模型和欧拉-欧拉多相流模型对槽内不同桨叶离底距离C、桨叶直径D下的氢氧化铝颗粒悬浮规律以及搅拌桨功率消耗进行了模拟.结果显示,搅拌转速一定的条件下,桨叶直径越大...     

高效带钩圆盘和带钩窄叶桨的优化

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 ,研究了搅拌桨的形状、宽度、是否采用流线型以及桨径与槽径比、桨叶层数对粉碎效果和搅拌功率的影响 ,得出了减小桨叶宽度并采用流线型叶片可以节省能耗和适当加大搅拌叶轮的直径和层数可以省时的结论。介绍了优化后的带钩圆盘桨和带钩窄叶桨的形状、尺寸比例关系和在湍流状态下全挡板时的搅拌功率准数和功率准数修正系数。     

折叶形自吸式气体分散器在中心龙卷流型搅拌反应器中的性能研究

介绍了一种新型、节能的用于自吸式中心龙卷流型搅拌反应器的折叶形气体分散器。借助CFD仿真模拟技术,对叶片竖直段高度分别为10、15、20mm的折叶形气体分散器和普通气体分散器进行液相单相流模拟。分析得出,安装有竖直边高度为10mm折叶形气体分散器的中心龙卷流型组合反应器有较好的气体分散性能和搅拌混合性能;15mm折叶形气体分散器可以避免搅拌死角的出现。     

带导流板的自吸式搅拌槽内流动场的数值模拟

对一带导流板的自吸式搅拌槽进行了数值模拟,研究搅拌转速、桨叶高度、叶片数目对搅拌槽内流动场的影响.结果表明,随着搅拌转速的均匀增大,搅拌槽内流体速度均匀度增大,搅拌轴功率也逐步增大;随着桨叶高度的逐渐增大,搅拌功率先降低再增加;桨叶安装高度为150 mm,搅拌混合效果较好;随着桨叶数目的增多,搅拌槽内的流体速度分布更加...     

Fluent在PC合成过程模拟研究中的应用

采用Fluent 6.3.26软件对光气法聚碳酸酯合成搅拌反应釜内的搅拌过程进行模拟研究。考察了挡板的设置、搅拌桨形式、桨叶倾斜角度对釜内流体流动的影响,并建立了聚碳酸酯合成计算机数学模型。模拟结果表明,采用45°圆盘涡轮搅拌桨有利于光气法聚碳酸酯合成的传质与传热。     

三叶后掠-HEDT组合桨搅拌釜内流场的模拟及实验

对应用于聚乙烯聚合反应中的三叶后掠-HEDT组合桨的搅拌釜内流场进行了模拟研究,分析组合桨的离底距C_1、桨间距C_2以及转速N的变化对搅拌釜内流场的影响,利用PIV实验对模拟结果进行了验证;将该组合桨与三叶后掠-六直叶圆盘涡轮组合桨进行了模拟对比研究。结果表明:当桨间距与釜内径的比为0.35时,釜内桨叶间的流体流动效果最好,该条件下能够改善搅拌釜上层流体的速度分布;当离底距与釜内径的比值为0.29时,组合桨下方出现了整体的环流,有利于釜底流体的混合;桨叶转速N=90 r/min时釜内流体速度分布均匀,同时上层HEDT桨叶产生的射流方向趋于水平。两种组合桨的对比研究表明:二者流型相近,但前者搅拌功率能够得到明显降低。研究结果可为三叶后掠-HEDT组合桨在聚乙烯聚合反应釜中的工程应用提供参考。     

搅拌槽内液固固三相流数值模拟研究

采用Eulerian-Eulerian多流体模型和k-ε-A.多相湍流模型.模拟研究了带挡板的直径为0.154 m的标准Rushton搅拌槽内含两种不同粒径固体颗粒的液-固-固三相搅拌体系的流体动力学特性和相含率分布.模拟结果表明,不管是在r-z平面还是r-θ平面,两种不同粒径固体颗粒相的相含率分布都存在明显的差别,当搅拌转速由200 r/min提高到600 r/min时,相含率分布的差别逐渐减小.在同一搅拌转速下,两种固体颗粒相在搅拌桨以下的相含率分布差别明显大于搅拌桨以上的部分.对于每一种颗粒相,固体颗粒在搅拌槽底部都存在明显的堆积现象,提高转速能改善其分散性.