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...     

搅拌槽内液-固两相体系的数值研究(Ⅰ)流场的数值模拟

Three-dimensional solid-liquid flow is mathematically formulated by means of the “two-fluid” approach and the two-phase k-ε-Ap turbulence model. The turbulent fluctuation correlations appearing in the Reynolds time averaged governing equations are fully incorporated. The solid-liquid flow field and solid concentration distribution in baffled stirred tanks with a standard Rushton impeller are numerically simulated using an improved “inner-outer” iterative procedure. The flow pattern is identified via the velocity vector plots and a recirculation loop with higher solid concentration is observed in the central vicinity beneath the impeller. Comparison of the simulation with experimental data on the mean velocities and the turbulence quantities of the solid phase is made and quite reasonable agreement is obtained except for the impeller swept volume. The counterpart of liquid phase is presented as well. The predicted solid concentration distribution for three experimental cases with the average solid concentration up to 20% is also found to agree reasonably with the experimental results published in the literature.     

轴流桨搅拌槽三维流场数值模拟

利用k -ε湍流模型预测了搅拌槽在不同操作条件下宏观速度场 ,模型成功预测了搅拌槽内速度分布 ,计算结果与实验结果吻合较好 .模型预测结果表明 ,搅拌槽内宏观流动场受搅拌桨槽径比影响较大 .对单层搅拌桨 -槽体系 ,挡板前后宏观流动场差别很大 ,在挡板以前区域 ,轴向流动较强 ,在整个r -z断面上形成一个整体循环 ;而在挡板后面区域 ,流体在桨叶安装位置高度附近转向轴心流动 ,槽体上半部区域形成二次循环区域 ,且二次循环区域内流体以向下流动为主 .     

聚苯硫醚聚合搅拌釜结构优化及流场分析

聚苯硫醚(PPS)是一种综合性能优异的特种工程塑料,聚合搅拌釜是其生产的核心装备,本工作应用多重参考系法和混合多相流模型对聚苯硫醚搅拌釜进行了计算流体力学(CFD)数值模拟,考察了搅拌桨构型对液固两相流动的影响,包括桨型组合及桨间距.为验证数值计算结果,进行了相关冷模实验,数值计算结果与实验结果吻合较好.结果表明,采取...     

两种不同挡板的双层桨搅拌槽三维流场数值模拟

采用CFD方法分别对三角形挡板和长方体空心挡板的双层斜直叶桨搅拌槽在水中产生的三维流场进行数值模拟,选取多重参考系法和标准k-ε湍流模型进行模拟,对两者的轴向平面速度场和时均速度分布进行了详细的对比分析,研究结果对搅拌槽的设计和实际应用具有重要的参考价值。     

导流筒搅拌器在种分槽上的应用

对氧化铝生产的主要设备Φ10m×32m种分槽采用空气搅拌式的弊端进行了分析,详细介绍了导流筒搅拌器的结构及特点,并对该搅拌器的试验情况进行了分析,通过改造达到了预期的效果。     

Rushton涡轮搅拌槽内流场特性及颗粒运动行为数值模拟

基于计算流体动力学（CFD）方法,采用大涡模拟（LES）和拉格朗日颗粒追踪技术计算了Rushton涡轮搅拌槽内流场特性及三种St颗粒的运动行为。平均流场（切向速度、轴向速度和径向速度）、颗粒速度及浓度分布方面与实验值的吻合度较好,验证了数值模拟的可靠性。结果表明,搅拌流场及颗粒运动均呈现循环流特性,当转速N=313r/min不变时,St=0.24的小颗粒几乎实现了均匀分布;而St=37.3的大颗粒与流体的跟随性较差,底部沉积率较高,容器顶部会出现一定的颗粒空白区。叶轮附近产生一系列的湍流涡结构,并且由于剧烈的颗粒-壁面碰撞,该位置颗粒拟温度最高;小颗粒（St=0.24）的运移主要受叶片后方尾涡的控制,均匀分布在低涡量区;而大颗粒（St=37.3）由于具有较大的惯性,运动不再由涡主导,很快被叶轮甩向边壁,穿过了尾涡所形成的高涡量区,故而叶轮对附近大颗粒的搅拌效果较差。     

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。     

涡轮桨搅拌槽流动场数值模拟

在旋转坐标系下 ,采用k-ε湍流模型模拟了两个时间瞬间六直叶涡轮搅拌槽内流体流动状态 ,模型成功地再现了六直叶涡轮搅拌槽内“双循环”流动形式 .模拟结果表明当桨叶离底距离C/T =0 .16 7时 ,槽体内流动从径向流动转化为轴向流动 .模拟计算搅拌功率准数及桨叶排出流量准数与实验结果相差很小 ,数值模拟速度分布与实验测量结果吻合较好 ,且预测速度数值明显优于“黑箱”模拟方法     

分解槽搅拌过程数值模拟研究

建立了一个工业分解槽的计算流体力学CFD模型,采用稳态多重参考系法以及欧拉一欧拉多相流模型对槽内固液两相搅拌过程进行数值模拟计算。分析了流体速度分布、颗粒相分布以及搅拌功率变化过程。     

改进型INTER-MIG桨种分槽内混合过程的实验研究及大涡模拟

采用褪色实验法和数值模拟相结合的方法对双层改进型INTER-MIG桨种分槽内的混合过程进行研究,用高速相机记录实验中种分槽内的混合过程,结合大涡模型(LES)及动态Smagorinsky–Lilly模式亚格子模型求解湍流流动及示踪剂传递过程.结果表明,在近液面处加料时LES预测的混合过程与实验吻合,示踪剂呈螺旋状扩散,但预测的混合时间偏大;最佳加料点位于下层桨叶附近区域,其混合效率比在近液面处加料高17.16%;槽体中部区域监测到的混合时间最小,并分别向槽顶和槽底方向增大;改进型INTER-MIG桨种分槽槽底区域是混合困难区域.     

Rushton桨搅拌槽中气液两相流动的全流场数值模拟

The gas-liquid flow field in a stirred tank with a Rushton disk turbine,including the impeller region,was numerically simulated using the improved inner-outer iterative procedure.The characteristic features of the strirred tank,such as gas cavity and accumulation of gas at the two sides of wall baffles,can be captured by the simulation.The simulated results agree well with available experimental data.Since the improved inner-outer iterative algorithm demands no empirical formula and experimental data for the impeller region,and the approach seems generally applicable for simulating gas-liquid stirred tanks.     

超白玻璃熔窑内玻璃液流动和传热的三维数值模拟

利用流体动力学计算方法分析了超白玻璃熔窑内玻璃液的三维流动和传热状况,得到了玻璃液在熔窑内的温度场和速度场,在此基础上计算出代表玻璃液熔制质量的滞留时间、熔融指数和澄清指数,对研究玻璃熔窑结构性能、提高玻璃熔制质量以及优化工艺参数都有重要意义。     

多层新型桨搅拌槽内气-液两相流动的实验与数值模拟

对三层新型组合桨气-液两相搅拌槽内的流体流动进行了实验研究,并采用计算流体力学(CFD)的方法对气-液两相搅拌槽的通气搅拌功率、流场、局部气含率及总体气含率进行了数值模拟,数值模拟采用了欧拉-欧拉方法,数值模拟结果与实验值吻合良好,同时考察了通气流量和搅拌转速对通气搅拌功率和气含率的影响规律. 研究结果表明,欧拉-欧拉方法能较好地模拟搅拌槽内气-液两相流的流动状况.     

管式离心机固液两相流场的数值模拟

简单介绍了管式离心机的主要技术状况、不足及FLUENT软件;在简化的基础上,从单一相连续方程入手建立了管式离心机内的固、液两相流动数学模型,通过计算网格划分和边界条件的确定,用FLUENT二维数值模拟了该机内的两相流流场及随时间变化的分离状况,得出了直观的机内不同截面上的速度分布及分离颗粒的体积分布云图。模拟结果符合该机的运行规律,为进一步深入研究奠定了基础。     

微小非圆截面通道内气液两相流数值模拟研究

利用ANSYS FLUENT软件,采用混合(Mixture)多相流模型对当量直径均为0.6 mm,高宽比分别为0.67、1、1.5的三种不同微小非圆截面通道内两相流流动与传热进行数值模拟,获得了不同截面管道内两相流温度、截面含气率及摩擦系数等变化分布情况,分析得出三种管道中高宽比为1.5时的矩形截面管道内两相流动及传热特性最优。     

淘析器内气固两相流动的数值模拟

针对现有淘析器存在分级效率低,粒料中夹带塑料粉尘和部分粒料随气流溢出的问题,采用CFD模拟软件FLUENT6.2对现有淘析器及其改进型淘析器内部的气相流场和粒子运动轨迹进行了数值模拟.气相控制方程采用标准湍流模型,颗粒运动控制方程采用随机轨道模型.模拟结果表明:改进型淘析器可消除现有淘析器出口附近的短路流:加长对流直管段,增加了气固对流时间,强化了气流对粒料表面的剪切作用;淘析区加入格栅,既规整流场,消除静电吸附,又通过碰撞振动提高了粒料表面粉尘的分离程度.     

大型沼气厌氧池侧进式搅拌流场的数值模拟分析

为了研究直径和高度均为16 m的大型沼气池內单个侧进式搅拌器的搅拌效果,采用流体力学软件Fluent,以多重参考系法、RNGκ-ε湍流模型及压力-速度耦合SIMPLEC算法,对搅拌流场进行三维数值模拟,并分析了不同的安装角度、离底高度、搅拌转速及搅拌桨叶直径对搅拌功率、有效区百分比和防沉淀效果的影响。研究结果表明,当搅拌转速大于450 r/min和搅拌桨叶直径大于750 mm时,有效区百分比均达到最大值70%;当水平夹角α为30°时,搅拌效果达到最好;垂直夹角β偏向池底和离底高度小于8 m时,有利于防止池底沉淀的产生。     

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。     

薄膜蒸发器内流体流动特性的数值模拟

建立了薄膜蒸发器的计算模型,采用大型计算流体力学(CFD)分析软件CFX4.4模拟了薄膜蒸发器内水及粘性料液的流动过程,得到了各种速度分布. 结果表明,刮板转速、进料量对流体流动状态影响显著. 提高刮板转速,可明显促进液膜和圈形波内流体的物质交换. 在任一转速下,各料液均存在同一最佳进料量,此时其圈形波截面内平均速度达到最大值. 对纯物质水,最佳进料量对应的流动边界层厚度与膜厚之比最小. 粘性料液和水的轴向速度分布存在差异,且在液膜厚度内未形成明显的流动边界层.