搅拌槽中固液悬浮及其放大的研究

研究了具有盘管、碟形底和斜叶涡轮固液悬浮搅拌槽的放大规律。试验用槽径（外径）分别为０．２ｍ、０．５ｍ和１．０ｍ的三个有机玻璃搅拌槽。用激光法测定悬浮液浓度。得出离底悬浮及均匀悬浮时搅拌转速和比功率的经验关联式，与测定槽内轴向速度分布所导出的均匀悬浮方程相吻合，并表明槽径的放大指数主要由循环流数所决定。     

搅拌槽中液——液分散的放大研究 Ⅱ、苯乙烯悬浮聚合反应器的放大准则

本文提出了液—液分散体系的放大准则,并推出了各个波数域内的几何相似和非几何相似放大准则。在5L 和130L 聚合釜中得到了苯乙烯悬浮聚合反应器的放大准则。苯乙烯悬聚合中影响粒径及其分布的因素甚多,如搅拌转速,分散剂浓度,相比,界面张力及两相粘度等,对反应器放大规律研究带来很大的困难。Hoff、Reichert 等在不同尺寸的聚合釜里对上述因素进行了比较系统的研究,得到一些经验的粒径关联式和放大方程,见表1。经验放大方程因实验条件不同而相差很大。本文在液—液分散理论分析的基础上,提出了液—液分散体系的放大准则,结合5L 和130L 聚合试验,确定苯乙烯悬浮聚合反应器的放大准则。     

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...     

搅拌槽内桨叶安装高度的数值模拟

采用CFD软件对搅拌槽内的气、液、固三相流动状态进行了数值模拟,桨型采用的是六直叶圆盘涡轮桨,具体从桨叶安装高度进行细致的数值分析,得出能够获得槽内良好固液悬浮性能下的最优化结构,并和标准搅拌槽进行对比,本研究为工业中搅拌槽的结构优化和放大提供了理论基础。     

液体搅拌的放大

介绍了几种常用的液体搅拌放大的判据,并对流量型搅拌、气液分散、液液分散、固液悬浮以及结晶过程的搅拌,分别提出了适用的放大判据。对于几何学条件,有的可以是几何相似的,有的则不能采用几何相似。还讨论了以单位容积功率作为放大判据时,可能出现的问题和改进措施。     

桨叶类型对搅拌槽固液流动特性 影响的数值模拟研究

搅拌槽内固液两相的复杂流动一直是许多实验与数值模拟研究的课题之一,本文主要对3种安装不同类型桨叶的挡板搅拌槽进行了数值模拟研究:六斜叶开启涡轮(PBT6)、六直叶开启涡轮(FBT6)和Rushton涡轮(RT6)。数值模拟采用基于欧拉-欧拉方法的双流体模型和处理混合特性的标准k-ε湍流模型,并得出不同桨叶类型的模拟数据,分析并对比不同类型桨叶的固液流动特性,研究结果表明,PBT6产生轴向流,RT6和FBT6产生径向流,且RT6的搅拌性能优于FBT6。     

离心三相分离过程数值模拟研究

悬浮液的沉降过程主要由固相颗粒浓度和凝聚状态等决定,为了定量描述油渣水在离心力场中的分离过程,以含油渣水三相的罐底油为研究对象,提出固-液-液三相离心分离的概念,进行模型分析,采用计算流体力学软件FLUENT对其分离过程进行数值模拟研究,分析了其影响因素。研究表明:数值模拟与实验结果基本一致,利用FLUENT软件模拟三相离心分离过程符合实际状况,能够很好的指导实践。     

气-液-固三相搅拌槽反应器模型及模拟研究进展

综述了气-液-固三相搅拌槽反应器模型和模拟的研究进展。讨论了可用于气-液-固三相流的模拟方法,三相流模型适合于气-液-固三相搅拌槽反应器的数值模拟。给出了气-液-固三相搅拌槽反应器数值模拟的研究进展,目前研究中还缺乏基于机理的相间作用力模型,常用的湍流模型不能描述搅拌槽内的各向异性,没有局部性质的实验数据导致气-液-固三相搅拌槽反应器的模型和模拟无法得到充分验证。建议在今后的研究中构建"两尺度"气-液-固三相湍流单元胞模型,扩展两流体显式代数应力模型为三流体模型,开发局部照相探针技术及相应的图像处理软件。     

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 .     

水力旋流器固-液两相流场数值模拟研究进展

通过总结国内外学者对液固水力旋流器数值模拟的研究成果,论述了近二十年液固水力旋流器两相流场数值模拟的研究进展,提出了今后液固水力旋流器流场模拟研究的重点和新方向。     

黄磷受磷槽两相流场数值模拟

以计算流体力学（CFD）技术为基础,对受磷槽内黄磷沉淀及液液两相流动进行数值模拟。模拟结果表明,受磷槽内水相流动状态十分复杂,且流动趋势不受进口流量的影响。黄磷累积量随进口量改变而改变,但黄磷流动速度变化较小。欧拉多相流及k-ε湍流模型能够较好地描述受磷槽内黄磷分布状态及流体流动状态,模拟结果具有较高的可靠性。     

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     

煤浆混合槽混合性能的数值模拟

利用计算流体力学(CFD)方法研究煤浆混合槽的混合性能。采用Fluent 6.2计算软件,选用多重参考系法(MRF)、RNGk-ε湍流模型以及混合物多相流模型,对卧式煤浆混合槽的内部流动情况进行数值模拟,得到了湍流强度、湍动能、压力、速度分布以及出口各相分布等混合性能。模拟结果与实验结果进行了初步比较,吻合较好。研究结果表明,混合时在挡板和搅拌浆叶之间产生漩涡,有利于防止物料堆积,使混合更均匀。     

气-液-固滴流床反应器放大中的重要参数及其数学模型

介绍了在滴流床反应器放大过程中所涉及到的物理化学参数和数学模型建立的方法，并对这些参数计算的经验公式进行了综述，为滴流床反应器的模拟、放大提供了理论依据。     

平底沉降槽内固液分离与赤泥沉降的数值模拟

采用计算流体力学软件Fluent、简化的三维Eulerian两相流和Realizable k-e湍流模型,并结合SIMPLE算法对直径40 m的氧化铝赤泥沉降槽内的固液分离过程进行数值模拟,以得到槽内流场形态和赤泥浓度的分布规律. 通过对比计算结果和现场测试数据,并结合自定义分析评价指标,分析了有无溢流围堰和中心下料桶的不同进料方式下沉降槽的固液分离和赤泥沉降的流动规律. 结果表明,去掉沉降槽的溢流围堰后浆液的固相浓度降低84.3%;采用自吸式射流进料管,60~64 g/L固相浓度范围内的浆液在中心桶内所占体积由3.70%提高到14.36%,可有效促进中心桶内赤泥浓度分布的均匀性,提高平底沉降槽内赤泥的沉降分离效率.     

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.     

非接触密封环端面动压槽的成型数值模拟和实验研究

运用ABAQUS中的Drucker-Prager模型对碳化硅粉料的压制成型过程进行数值模拟,分析了不同模具结构参数对粉体及模具受力均匀性的影响,并用模压成型的方法压制碳化硅密封环端面动压槽,验证数值模拟结果。结果表明:型芯上端面过渡圆角半径为0.2~0.4 mm、脱模斜度为10~12°时,模具和粉体受力均匀,动压槽的成型轮廓清晰、边缘及槽底平整光滑,成型质量较优;最终得到的端面具有动压槽的碳化硅密封环体积密度为3.21 g/cm~3、抗弯强度为384MPa、硬度为88.7 HRC,均能达到使用要求。     

螺旋内槽管内的层流流动与传热的数值模拟

应用数值方法对一种螺旋内槽管管内的流体层流流动和传热进行了数值分析。采用数学变量置换把控制方程由原坐标系中的三维动量、能量及连续性方程转化为二维螺旋坐标系下的数值计算模型，并利用现有的二维数值模拟软件进行模拟计算。计算考察了恒壁温、轴向恒热流螺旋内层流充分发展流体的流动与传热随雷诺数的变化，并研究了螺距的影响。     

双转子连续混炼机混炼段相似放大初探

基于几何相似准则,分别对3种混炼段构型进行了2倍和10倍放大,用Polyflow软件对放大前后的混炼段流场进行了模拟研究,以1个旋转周期内不同横截面上的平均压力和平均混合指数、物料在混炼段的停留时间分布、混炼段出口截面上的解聚功率密度和修正Lyapunov指数的累积概率函数、比能耗、扭矩和轴向力等为评价指标,分析了几何相似放大对流场特征、混合效果、能耗等的影响。结果表明,采用几何相似准则对不同构型的混炼段进行放大时,在转速不变的情况下,产量均可按几何放大倍数的3次方放大,而混炼段流场特征、混合效果及比能耗保持不变,混炼段转子所受的轴向力和扭矩分别按几何放大倍数的平方和立方增大;在进一步的放大设计中需兼顾热平衡相似,以便在高产量下保证塑化品质。