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。     

搅拌槽内三相混合特性的数值模拟

利用Ansys CFX软件对自吸式龙卷流型搅拌槽内的气、液、固三相混合特性进行了研究,从速度场、固相分布、湍动能、湍动能耗散及切应变速率等方面对其进行数值模拟,并与标准搅拌槽进行对比发现:自吸式龙卷流型搅拌槽具有良好的速度分布和固液悬浮性能,其湍动能和湍动能耗散分布合理,有利于物料之间的充分接触与混合,且其主要混合区域的剪切力小、功耗低,对介质的损伤小,节能效果明显。     

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.     

搅拌槽内固液悬浮和气液分散的实验研究

在实验室提出的新型三相搅拌槽——自吸式龙卷流型搅拌槽中,采用六直叶圆盘涡轮桨进行三相混合性能的实验。从固液悬浮、气液分散和传质性能等方面对搅拌槽进行了研究,探讨了固相颗粒对气含率和传质性能的影响,得到了搅拌槽中不同性能参数的变化规律。结果表明:自吸式龙卷流型搅拌槽作为一种新型的三相搅拌槽,能够获得良好的固液悬浮和气液分散效果;当搅拌槽内固相体积分率较低(φ20%)时,可采用颗粒的壁面堆积高度作为完全悬浮状态的判定标准;固相颗粒的存在会使气含率明显降低,但对传质性能的影响较为复杂,φ5%时的体积传氧系数K L a高于纯溶液,φ5%时的K L a低于纯溶液,但都随固相体积分率的增加而降低。     

搅拌槽内固液悬浮和气液分散的实验研究

在实验室提出的新型三相搅拌槽——自吸式龙卷流型搅拌槽中,采用六直叶圆盘涡轮桨进行三相混合性能的实验。从固液悬浮、气液分散和传质性能等方面对搅拌槽进行了研究,探讨了固相颗粒对气含率和传质性能的影响,得到了搅拌槽中不同性能参数的变化规律。结果表明:自吸式龙卷流型搅拌槽作为一种新型的三相搅拌槽,能够获得良好的固液悬浮和气液分散效果;当搅拌槽内固相体积分率较低(φ<20%)时,可采用颗粒的壁面堆积高度作为完全悬浮状态的判定标准;固相颗粒的存在会使气含率明显降低,但对传质性能的影响较为复杂,φ<5%时的体积传氧系数K L a高于纯溶液,φ>5%时的K L a低于纯溶液,但都随固相体积分率的增加而降低。     

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。     

管式搅拌反应器停留时间分布的数值模拟

对一种新型管式搅拌反应器的停留时间分布(RTD)进行了实验研究,运用商业计算流体力学(CFD)软件FLUENT进行流场模拟及RTD计算,证实管式搅拌反应器的停留时间分布受搅拌转速及入口流量等因素影响,带搅拌装置的管式反应器适当增加转速能使RTD曲线变窄,改善流型和抑制返混;转速过大会使RTD曲线变宽,导致死区的产生,不利于反应器的混合.RTD曲线的数值模拟计算结果与实验结果基本稳合.     

卧式双轴T型搅拌器在牛顿流体中的功率消耗

以苯乙烯间规聚合反应过程为背景 ,采用卧式双轴 T型自清洁搅拌反应器 ,研究了它在牛顿流体中的搅拌功率和流型与转速、加料量的关系。实验结果表明 ,在层流区域 ,Np·Re=Kp 关系仍然成立 ,加料量对搅拌流型和搅拌功率影响较大。通过对实验数据关联得到牛顿流体功率准数关联式。     

不同倾角桨叶对中心龙卷流型搅拌反应釜性能的影响

中心龙卷流型搅拌反应釜是一种新型的、十分高效的搅拌设备。它利用中心龙卷流使流场内多相物质达到充分混合。运用计算流体力学的方法和ANSYS12.0的CFX软件对反应釜内流场特性进行数值模拟,主要通过模拟所得到的固体颗粒体积分布云图、速度矢量图、桨叶所在平面处的湍动能云图,来研究不同桨叶倾斜角、下,反应釜内部的固液两相流场分布、固体颗粒悬浮效果等。结果表明:桨叶倾斜角为90°即为直叶时,搅拌效果最佳。     

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。     

基于CFD流场模拟的反应釜结构设计

反应釜是制药化工产品生产的主要设备之一,常以搅拌的形式出现。本文研究了搅拌器相关设计参数对反应釜内流场的影响,并以此为依据改进反应釜结构。首先通过工程设计方法得到小型制药搅拌釜的初始设计方案,利用CFD技术对搅拌釜内的流场进行数值模拟研究,所得结果与文献中的结果基本一致。然后调整反应釜搅拌器的安装高度与搅拌转速等设计参数,与初始设计方案进行模拟结果对比分析,根据混合效果与驱动输入功率等设计要求,修改设计参数得到更优的设计方案。     

通气式中心龙卷流搅拌槽内气-液两相流的混合特性

运用计算流体动力学（CFD）方法对单通管桨搅拌槽和双通管搅拌槽内部流场进行数值模拟,考察了流体在在单通管和双通管搅拌槽内宏观流动场的效果。研究发现,流体在双通管内部流场流动效果好。在此基础上可以看出,通气式搅拌槽开两个孔比开一个孔效果好．这对搅拌槽的优化设计和_丁业放大效应有一定的实际意义。     

新型气力搅拌式生物反应器的实验研究

为了研制培养微生物和动植物细胞或组织的生物反应器,采用微孔橡胶膜片装置使产生的搅拌剪切力较低,以满足溶氧需求较高、介质密度较高、同时具有较高黏度的液体介质的搅拌要求.实验过程中,对生物反应器进行了流动特性观察、压力损失、反应器内含气率及溶氧质量浓度的测量等实验,选取了综合性能较好的微孔橡胶膜片.结果表明:这种生物反应器...     

An arrangement of ideal zones with shifting boundaries as a way to model mixing processes in unsteady stirring conditions in agitated vessels

This paper investigates the way modelling mixing phenomena occur in unsteady stirring conditions in agitated vessels. In particular, a new model of torus reactor including a well-mixed zone and a transport zone is proposed. The originality of the arrangement of ideal reactors developed here lies in the time-dependent location of the boundaries between the two zones. This concept is applied to model the positive influence of unsteady stirring conditions on homogenization process: the model avoids a mass balance discontinuity when the transition from steady to unsteady stirring conditions is performed.To ascertain the reliability of the model proposed, experimental runs with highly viscous fluids have been carried out in an agitated tank. The impeller used was a non-standard helical ribbon impeller, fitted with an anchor at the bottom. The degree of homogeneity in the tank was observed using a conductivity method after a tracer injection.It is shown that for a given agitated fluid and mixing system, model parameters are easy to estimate and that modelling results are in close agreement with experimental ones. Moreover, it would appear that this model allows the easy derivation of a control law, which is a great advantage when optimizing the dynamics of a mixing process.     

基于大黏度变化流场调控的聚合物裂解反应搅拌装置结构优化

本文针对反应釜中裂解反应的变黏度搅拌过程进行研究,完成了不同搅拌形式下的反应釜釜体流场模型构建,进行了流体速度场模拟,并对物料流体速度进行了统计,通过对结果的对比,得到了锚框式搅拌桨、涡轮式搅拌桨、桨式搅拌桨在变黏度情况下的搅拌特性,进而对桨型设计优化起到提供依据的作用。     

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.     

A TORUS MODEL CONTAINING A SLIDING WELL-MIXED ZONE AS A WAY TO REPRESENT MIXING PROCESS AT UNSTEADY STIRRING CONDITIONS IN AGITATED VESSELS

This article investigates the modeling of mixing phenomena occur at unsteady stirring conditions in that agitated vessels. In particular, a new model of a torus reactor including a well-mixed zone and a transport zone is proposed. The originality of the arrangement of ideal reactors developed here is due to the time-dependent location of the boundaries between the two zones. This concept is applied to a model of the positive influence of unsteady stirring condition on a homogenization process; the model avoids mass balance discontinuity during the transitions from steady to unsteady stirring conditions.

To ascertain the reliability of the model proposed, experimental runs with highly viscous fluids have been carried out in an agitated tank. The impeller used is a nonstandard helical ribbon impeller, fitted with an anchor at the bottom. The degree of homogeneity in the tank is recorded using a conductivity method after a tracer injection.

It is shown that, for a given agitated fluid and mixing system, the parameters of the model are easy to estimate and that modeling results are in close agreement with experimental ones. Moreover, it appears that this model allows the easy derivation of the control law, which is a great advantage when optimizing the dynamics of a mixing process.     

卧式搅拌釜搅拌功率的设计计算

在对一卧式搅拌釜搅拌功率的设计计算中，比较了各种功率计算方法，并与实测值进行对照。     

一种超小型磁力搅拌光催化反应釜的设计

介绍了一种实验用超小型磁力搅拌光催化反应釜。针对其压力高、体积小,需实现加热、搅拌、透光以及取样等多种功能的特点,介绍了一种特殊结构以实现这些功能。     

搅拌对氟硅酸钠氨化的作用

研究了氟硅酸钠晶体在溶液中产生氨化的搅拌工艺，研究表明：搅拌加速氨化反应，搅拌槽和搅拌器的转速、叶轮形式、规格是搅拌工艺的重要参数。