刮壁桨在槽式釜的传热研究

针对结刮壁搅拌槽壁面的传热提出渗透－对流模型。运用在搅拌桨上安装热电偶的测温方法，考察了刮搅拌槽中的温度分布情况，实验结果支持了渗透－对流以模型。当Ｒｅ〉１００，Ｐｒ〉１０＾５时，刮壁残余层对壁面传热有明显影响，随着Ｒｅ的进一步提高，刮壁槽壁面的传系数增加缓慢，关联得到Ｒｅ〈１００，８０００〈ｐｒ〈１８０００时刮壁槽壁面传热系数的经验关联式。     

刮壁搅拌桨在槽式釜中的功率损耗

研究了浮动式刮壁桨在槽式釜中流体的粘度，刮壁材料，刮板端角，刮板厚度以及搅拌雷诺数，刮板宽度，刮壁角度，刮壁高度对搅拌功率损耗的影响，发现：搅拌雷诺数，刮板宽度，刮壁高度和刮壁角对搅拌功耗有明显的影响，在一定条件下其他因素则对功耗的影响很小，得到刮壁功耗的经验关联式为Ｎｐ＝（１５６２／Ｒｅ＾０．９７７）（Ｗ／Ｄ）ｃｏｓα）＾０．３５３（ｎＬ／Ｄ），式中Ｒｅ=１～３００。     

刮壁浆在槽式釜的传热研究

针对结刮壁搅拌槽壁面的传热提出渗透－对流模型。运用在搅拌浆上安装热电偶的测温方法，考察了刮壁搅拌槽中的温度分布情况，实验结果支持了渗透－对流模型。当Ｒｅ＞１００，Ｒｅ·Ｐｒ＞１０６时，刮壁残余层对壁面传热有明显影响，随着Ｒｅ的进一步提高，刮壁槽壁面的传热系数增加缓慢，关联得到Ｒｅ＜１００，８０００＜Ｐｒ＜１８０００时刮壁槽壁面传热系数的经验关联式。     

刮壁桨搅拌功耗机理

刮壁搅拌功耗槽内流体阻力损耗和刮壁摩擦损耗，在层充域或过渡域两者存在一定的比例关系，在本实验范围内两者可以统一关联在一起，刮壁角对刮壁摩擦耗有影响但不是主要的，回归实验数据得同搅拌功耗的经验关联式。     

刮壁搅拌桨的最优设计

运用罚函数Ｇａｌｅｒｋｉｎ加权余量有限元数值算法模拟了Ｖｏｔａｔｏｒ、Ｃ＆Ｒ反应器和刮壁槽式釜中轴截面的流速和剪切分布。计算结果表明，Ｖｏｔａｔｏｒ，Ｃ＆Ｒ反应器中流动和剪切分布较刮壁槽式釜更有利于流体的混合和壁面的传热。对Ｃ＆Ｒ反应器，采用无间隙刮板，其传热和混合性能优于有间隙刮板。建议刮壁搅拌反应器的设计采用类似Ｖｏｔａｔｏｒ和Ｃ＆Ｒ反应器的环隙结构和无间隙的刮板形式。     

轴流式翼型-透平组合桨在搅拌釜内的流动

<正>搅拌反应器是化工、医药、食品工业中广泛应用的基础设备之一,当搅拌釜内液深与搅拌釜直径相比较大时(通常比值大于1),往往采用双层或多层桨,以保证顶部到底部的循环流动。 透平桨产生的是径向流,形成以桨叶为中心线的上、下2个循环区,桨叶附近剪切速率高,气体分散能力强。翼型桨产生的流型是轴向流,形成全釜循环,混合均匀,剪切温和。为充分利用两者优势,加强全釜混合,剪切适度,特别是在粘稠物系中,可采用组合桨。目前尚未看到对翼型-透平组合桨流动状况的研究,而对于非牛顿流体中的组合桨流动状况则了解     

刮膜蒸发器在中间相沥青制备中的应用研究

本研究在国内首次采用刮膜蒸发法分离制备中间相沥青的原料－石油催化裂化渣油，对刮膜蒸发法和真空蒸馏法的分离效率和能耗等进行了比较，实验考察了刮膜蒸发器在分离过程中进料温度，进料量，壁面温度和刮板转速对分离效果及总传热系数的影响，模索出刮膜蒸发法分离石油催化裂化渣油及低软化点沥青物系比较适宜的工艺条件。     

改进CBY桨搅拌釜内单相流体流动与传热特性研究

使用计算流体力学软件FLUENT(V6.3)对自行设计的开槽式翼型搅拌桨—CBY-H桨搅拌釜内单相体系的流动性能进行了数值研究,采用多重参考系法(MRF)和RNG k-ε湍流模型模拟搅拌釜内液体的流动情况,并将研究结果与标准的CBY桨的轴流特性进行了对比。结果表明,CBY-H桨可提高流体轴流循环性能,在桨叶下方和桨叶区流体的轴向速度比CBY桨大,高速运动的流体区域覆盖范围更广,釜内速度分布更均匀。同时CBY-H桨消耗的功率低于CBY桨,节能18.4%。论文还进行了传热实验研究,发现CBY-H桨的釜内对流传热系数略大于CBY桨,获得了传热系数Nu的关联式。     

基于Fluent的流场数值模拟在制脂釜设计中的应用

基于Fluent平台,采用多重参考坐标法(MRF),以2#通用锂基润滑脂为工作介质,对桨框组合式双向搅拌脂釜内流场进行数值模拟。考察应用内外双向搅拌方式以及变形折叶桨时,制脂釜内宏观流场的分布特点,分析了折叶角θ、桨间距l和搅拌转速ω等参数的变化对流场的影响。结果表明,双向搅拌和变形折叶桨明显改善了物料流动状况;折叶角θ取45°时产生的流场分布较22°、60°更优;当桨间距l在(0.16~0.24)D范围内取值对流动特性和搅拌功率影响不大;内桨搅拌ωi转速高于200r/min后,提高转速无益于流场改善。     

管内气固两相流型频谱-层析识别技术

基于压力脉动信号的频谱特性和管截面图像重建算法 ,以及提出的流型脉动 -层析模糊判别法则 ,对工程中经常遇到的均匀流、层状流以及有“堵管”危险的流动进行了有效的检测 ,发现本文所提出的用压力脉动信号的频谱特征 ,依据管截面图像重建算法 ,在流型脉动 -层析模糊判别法则下 ,对水平管内流型的检测是可行的 ,并且检测结果与现场观察到的流型相一致     

装有双层蛇管搅拌釜的传热

以水为传热介质，采用组合桨，测定了装有双层蛇管的搅拌釜的传热系数。结果表明，在三层圆盘涡轮搅拌下，外层蛇管外壁侧和釜内壁侧的传热系数分别比内层蛇管的下降了１０％和２８％，而用圆盘涡轮与折叶桨组合桨搅拌时，要分别高出３３％和５％，总传热效率提高了２０％以上；另外，釜内壁侧的传热系数受蛇管层数的影响较小。     

基于流型的小直径圆管内流动凝结换热机理

通过流型的可视化观察和传热实验 ,探讨不同管径下小直径圆管内流动凝结过程中流型的演化规律以及不同流型的凝结换热特性 .分析表明 ,随着管径的减小 ,以凝结液沿管壁周向均匀分布为主的环状流型在流型图上的面积增加 ,相应地换热温差对凝结换热数Nu的影响降低 .本研究深化了对小尺度下凝结换热机理的认识 ,为推动相关技术的进一步发展提供了理论依据     

高粘假塑性流体流动沸腾流型

<正>在流动沸腾传热两相流研究中,流型研究一直是众多研究者的兴趣所在。目前有关流型研究的报道均为低粘物系,但高粘流体两相流流型研究,对高聚物生产、食品、轻工等工业有重要应用价值。 浅尾芳久等在透明玻璃管中研究了流动沸腾的流型,表明Mishima等提出的流型划分判据可以较好地区分泡状流、弹状流、环状流。Kamiel等分析比较了大量低粘物系两相流实验数据和几种流型判别式,表明Weisman等提出的判别式可以较好地区分弹状流与环状流。     

周边式二沉池流态数值模拟

利用改进的RNG两方程湍流模型,借助大型计算流体力学软件FLUENT,对不同回流比情况下的周边进水周边出水二次沉淀池进行了数值模拟。结果表明：由于周边式沉淀池出水口和进水口在同侧距离较近,会发生短流,沉淀池容积利用率也较低,导致沉淀效率下降。随着回流比的增加,短流和死区会减少,但始终不能消除,周边式二沉池内不存在理想的设计流态。     

搅拌槽内的液-液临界分散

在φ391mm搅拌槽中,分别采用双层Brumagin桨、双层三叶后掠式桨和双层A310桨与7种内构件相组合,在无乳化剂下对油水比(质量比)分别为1∶1.5,1∶2.0的煤油-水体系的液-液临界分散进行了研究。从工业实用的角度出发,对前两种桨找到了一种可替代“轻液挡板”的小挡板及其安装方法:内冷管上均布4块小挡板,B/D=0.08,插入液面深度为0.2D。在φ188mm搅拌槽中,于全挡板条件下,以歧化松香皂为乳化剂,分别采用3种不同几何参数的双层Brumagin桨对油水质量比为1∶1.5的煤油-水体系的临界分散进行了研究。结果表明,与无乳化剂情况相比,液-液临界分散转速(N_c)下降30％～40％,临界分散功耗(P_(cv))下降53％～66％;桨径减小会使N_c和P_(cv)增加。     

定热通量加热下微三角形槽道中滑移流动的换热特性

微三角形截面通道是现代工程实际应用中常涉及到的流动通道.针对微三角形槽道利用正交函数法求解了滑移流区内带温度跳跃边界条件的能量方程,对不可压缩气体在微三角形槽道内充分发展层流滑移流动的换热特性进行了理论分析,获得了轴向定热通量加热、周向均匀壁面温度条件下微三角形槽道内的温度分布和换热特性的分析解.计算结果表明：正交函数法适用于微三角形槽道内滑移流动换热特性的分析计算;在滑移流区,微三角形槽道内的平均Nusselt数随Knudsen数的增加而减小,其随高宽比变化的分布曲线随Knudsen数的增加而平行下移,Nusselt数比随Knudsen数的变化关系基本不受高宽比的影响.