搅拌器内部流场数值模拟

搅拌操作是工业反应过程中的重要环节,搅拌混合设备在化学工业中担当着非常重要的角色,优化搅拌设备,提高其自动化、智能化水平对于保证搅拌质量、提高搅拌效率有着重要的现实意义。笔者以十字搅拌器和圆角十字搅拌器为研究对象,采用FLUENT软件对搅拌器进行数值模拟研究,分析其内部流场的流动变化情况。结果如下:(1)十字搅拌器的搅拌非常不均匀,速度变化很大,这对流体搅拌是非常不利的;(2)随着圆角半径增大,搅拌速度减小;(3)当圆角半径增大时,搅拌趋向均匀。     

三叶后掠式搅拌器的流场试验研究

专门探讨一种测量搅拌流场的新技术－应用三维激光测速仪系统,对三叶后掠式搅拌器形成的流场进行测量,得到平均速度,湍流度,相关系数及雷诺应力等各力学量与相位角度之间的对应分布结果。     

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。     

闭式涡轮搅拌器搅拌釜内流场的数值模拟

利用计算流体力学(CFD)软件Fluent,对某工程实例的闭式涡轮搅拌器的内腔流场进行了三维数值模拟,分析了其流场的流动情况,包括正常工况下的流型、速度场分布情况,研究了搅拌器对物料流动特性的影响。计算结果表明,闭式涡轮搅拌器使釜内流场同时产生明显轴向流动和径向流动,搅拌混合效果良好,能够实现釜内物料的充分混合。     

基于CFX的搅拌器功率计算

通过CFX软件对六平直叶圆盘涡轮搅拌槽进行数值模拟,分析其流场规律。利用模拟结果计算搅拌轴功率,并应用公式法进行验算,为各种搅拌器的功率计算提供参考。     

搅拌器转速对流场影响的模拟分析

本文主要应用FLUENT软件对实验用搅拌槽内部流动的情况进行模拟,分析六直叶开启涡轮式搅拌器在50rad/s、100rad/s和150rad/s速度条件下的流场情况,对其产生的原因作出解释,最后得出仅仅在一定范围内改变搅拌器的转速对流场流型影响不大,但可以加快流体流动速度。在实际应用中要综合考虑,从搅拌器的选型、尺寸、数量、安装等方面来提高搅拌效果与效率。     

双层折叶桨式搅拌器三维流场的数值模拟

采用计算流体力学(CFD)模拟软件MIXSIM对熔盐萃取过程中使用的双层折叶桨式搅拌器在萃取槽内形成的三维流场进行模拟研究,得到搅拌桨固定位置特定转速条件下萃取槽内的压力分布云图、速度分布云图和速度矢量图,明确了槽内熔盐的流动状态,为搅拌器和萃取槽的后续设计与优化提供理论参考。     

六直叶开启涡轮式搅拌器的二维数值模拟

由于搅拌过程中流场的复杂性,选用何种型号的搅拌器从而提高搅拌效率、降低能耗是搅拌设计中的关键。本文借助Fluent软件分析六直叶开启涡轮式搅拌器的桨叶直径、转速对搅拌的影响,并对比了在同一工况下平直叶圆盘涡轮式搅拌器和六直叶涡轮搅拌器的搅拌效果。     

新型搅拌器结构设计及其关键参数对性能的影响

设计了一种新型带包圈型六叶平直叶桨式搅拌器,建立其结构和流场模型,利用数值模拟方法对搅拌容器内部的固-液两相流场进行模拟计算,通过分析液相速度矢量图和固含率云图,研究关键参数对新型搅拌器的性能影响.结果 表明:搅拌器包圈高度、搅拌转速、安装高度和桨叶直径对搅拌器的混合效果具有重要影响,在搅拌器选型和搅拌器工作时,选择合...     

射流搅拌器流体力学行为及结构优化

通过考察工艺操作所需要的流场,并运用射流卷吸原理,确定了光催化反应器的釜体和射流式搅拌器的结构形式。通过计算流体力学软件FLUENT对优化方案的模拟,显示了模拟结果并进行了分析,从而证明了本文设计的三维射流式搅拌器结构形式切实可行,尺寸参数完全合理。通过工业生产验证,反应除砷效率较实验室中有明显提高。     

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.     

旋风除尘器环形空间流场的数值研究

运用计算流体力学软件FLUENT,对旋风除尘器内部流场进行了数值模拟,利用模拟结果对旋风除尘器入口不同位置气流在除尘器顶部的环形空间的轨迹进行了分析研究,探明了气流在环形空间的运动规律和基本特征,阐明了旋风除尘器顶部"尘环"形成的根本原因,指出了粉尘发生短路的原因和多发区域并在此基础上就除尘器的增效问题给出了改进方案。     

硫铵蒸发结晶的影响因素研究与优化

就硫铵蒸发结晶过程中的几个重要影响因素进行了实验研究,包括溶液pH值、溶液蒸发温度及搅拌速度,得出较优结晶工艺操作条件:溶液pH值为3.0、蒸发温度为70℃、搅拌速度为100 r/min。将该操作条件下得到的硫铵晶体与上海石化股份有限公司化工部丙烯腈装置硫铵回收单元的产品相比较,发现在粒径和粒径分布方面,实验所得晶体优于工业产品。结果表明,该优化条件具有可行性,可应用于硫铵工业生产。     

除油型水力旋流分离器压降研究

采用各向异性k ε模型,用有限差分法,以SIMPLE算法为基础对旋流器内流场进行了数值模拟,通过数值计算得到了液液水力旋流分离器溢流管直径对压力降的影响、压降与流量的关系。通过算例与实验校验,得出各向异性κ ε模型能够模拟旋流器内湍流流场。     

搅拌釜稳定器性能的验证实验

大中型搅拌釜如发酵罐等为了避免染菌和消毒彻底,常采用取消搅拌轴中间轴承和底部轴承,而在搅拌桨上方或下方加装稳定器的方法。本文通过实验方法验证了稳定器的稳定性能及其影响因素,推算出了搅拌轴轴端挠度与实测挠度的关系式及挠度与流体力的关系式。     

液-液旋流分离器内流场的数值模拟研究

用计算流体动力学(CFD)的数值方法,采用RSM模型对油水分离用液一液水力旋流器的流场进行了数值模拟。单相流场的模拟结果表明,旋流器内的流场结构是强旋转和非对称的三维结构,因而对旋流器的研究(无论是数值模拟还是实验测量)必须是基于三维的;旋流器上游区内流体紊流现象严重,两侧有循环流存在,这都对两相分离不利,应改进结构以改变这种流动形式;其模拟结果与他人实验结果吻合较好,说明该湍流模型和算法是可靠的。另外还对油一水两相流场进行了研究,初步揭示了液一液两相分离的现象,这都为进一步研究旋流器特性参数对分离效率的影响和旋流器的结构优化提供了参考。     

内压式中空超滤膜组件的流场分布分析

利用水力学的相似原理,建立了内压式中空超滤膜组件死端过滤时的简化模型,运用流体力学Fluent软件模拟了该组件的内部流态,分析了组件内部总压和径向速度沿流程的分布,讨论了组件不同产水位置内部的流场分布,得出了膜组件的较优产水位置为产水位置1。     

多晶硅还原炉内流场及温度场的研究

多晶硅还原炉（CVD reactor）是西门子法生产多晶硅的主要设备。硅在多晶硅还原炉（CVD reactor）内的生长是一个复杂的过程,涉及动量、热量、质量传递以及化学反应,炉内流体流动分布是影响还原能耗的关键因素。在这项研究中主要考虑如何提高还原炉中流场和温度场的均匀性。提出了一种新的还原炉设计方案,与传统的多晶硅还原炉相比,在新的还原炉内加入了内罩,从而形成了一种不同的气体流动方式。在新的还原炉内,气体进口和气体出口被划分到不同的区域,气体从气体进口进入CVD reactor后向上流动同时参与气相沉积反应,反应后通过内罩的顶部,最后从气体出口流出。研究重点是内罩结构的设计,以期可以提高还原炉内部流场及温度的均匀性。通过计算流体力学研究,现在水平方向上温度梯度很小,同时有效地减小了回流区域面积。本研究提供了提高多晶硅还原炉内部流场及温度场均匀性的方法。     

导向管喷动床内单相流场及声波对流场影响的数值模拟

为阐明超细粉在声场导向管喷动流化床内的流化机理,并为进一步优化和完善床层结构及操作条件提供基础,采用标准k-ε湍流模型计算了导向管喷动流化床内的单相气体流场,考察了进口流化气速和射流气速对气体流动规律的影响,以及声场对导向管喷动流化床内气体轴向速度分布及其脉动均方根的影响。结果表明:在高速射流条件下,导向管喷动流化床内气体呈内循环流动,气体循环流量随流化气速度的增加而减小,但随射流气速度的增加而增加;外加声场使环隙区和喷泉区的气体流动更加均匀,显著增加环隙区和喷泉区气流的湍动程度,且湍动程度随声压级的增大而显著增大,随声波频率的升高而小幅度降低。     

井间示踪剂数值模拟优势流场分布规律研究

中高渗透砂岩油田在高含水开发后期由于储层存在天然高渗透带,以及后期注入水长期对储层的冲刷,形成油水井间注水无效循环条带,即优势流场,降低开发效果,因此,研究优势流场的分布规律,划分低效无效循环条带,是此阶段油田开发调整阶段的重点,在目前优势流场分布规律的研究方法中,以定性或半定量法研究居多,笔者主要在储层精细地质建模、数模的前提下,通过油藏井间示踪剂数值模拟技术定量化进行优势流场的分布规律研究。