新型穿流搅拌釜的研究(Ⅰ)混合机理

对设有开孔挡板的新型穿流搅拌釜的混合机理进行了研究.从理论上分析了固液混合机理和影响其混合效果的搅拌釜结构参数,得出了提高混合效果的关键是强化涡流扩散的结论;然后着重研究了挡板的开孔对固-液体系混合时间、临界悬浮转速、功率消耗和旋涡深度等影响的机理.研究认为设置开孔挡板所产生的射流卷吸能强化涡流扩散,有利于湿法磷酸搅拌反应釜内固体粒子与其周围流体的热质传递,从而有利于磷矿粉的充分分解和磷石膏的良好结晶.     

搅拌釜内稠密固-液混合的数值模拟

基于颗粒动力学理论对稠密固-液搅拌釜进行模拟,探究固相分布、固相悬浮高度及沉积高度随转速的变化规律。结果表明,采用颗粒动力学理论(KTGF)模型能够较好地预测稠密固-液混合状态。在较低的转速下,釜底的固相浓度较高,桨叶下方、釜壁与釜底的连接处易形成固相的沉积,且搅拌釜上方会出现清液区域。随着转速的增加,固相在轴向分布逐渐均匀,固相沉积区域及固相悬浮高度分别缩小和升高。但是,当转速达到一定程度后,固相均匀度及固相悬浮高度的改善不明显。此外,将固相均匀度法、固相沉积高度法及固相悬浮高度法预测的临界离底悬浮转速与实验数据进行比较,模拟值分别低于、高于和低于实验值。     

搅拌釜内气液自浮颗粒三相体系混合的功耗研究

对搅拌釜内气液固（自浮颗粒）三相体系混合的功率消耗进行了测量,研究了搅拌浆组合、档板组合和气体分布器对功耗的影响,对较佳的搅拌浆组合、挡板组合和气体分布器回顾了功耗经验并联式,用于工业放大过程。     

气液搅拌釜中不同因素对混合时间的影响

在液体石蜡中通入氮气的气液搅拌釜中,通过光差法确定特定混合状态和达到该状态的混合时间,研究了多种因素对气液混合时间的影响。进气流量较小时,随进气流量增加,混合时间明显缩短;但当进气流量达一定值时,混合时间变化很小。比较了12个搅拌桨,转速和进气流量均相同时,6叶大圆盘涡轮桨混合时间最短;列出了4种桨型混合时间的长短顺序。转速和进气流量一定时,用4挡板替换3挡板,混合时间略有缩短。     

搅拌釜中自浮颗粒三相体系的混合时间

液相混合时间是搅拌过程中的重要内容。在釜径３８６ｍｍ的搅拌釜内,采用热电偶温差法考察了搅拌桨型、挡板、等操作因素对自浮颗粒三相搅拌混合的液相混合时间的影响。     

卧式搅拌釜气液传质性能研究

在 50L卧式搅拌釜内,采用氧电极法测量纯水 O2 体系的液侧容积传质系数kLa, 研究搅拌弗鲁德数Fr、桨叶尺寸和液含量等对kLa的影响。随着Fr提高,kLa增大;桨径、桨宽、叶片数和层间距与kLa有关系,而层间夹角对kLa影响不大;随液含量的增加kLa先缓慢升高而后降低,且峰形和峰值随Fr的增大而发生变化。研究结果可供四氟乙烯等聚合釜搅拌桨设计优化和工程放大参考。     

搅拌釜中泵送能力系数的研究

简要分析了圆盘涡轮搅拌釜中泵送能力系数的研究情况及存在的问题。通过激光多谱勒测速仪对搅拌釜内三维速度的测量。定义了三维意义上的总体泵送能力系数，并提出了由切向速度定义的切向泵送能力系数的概念。总体泵送能力系数较初始泵送能力系数和循环充量更能真实反映搅拌釜内的流动。叶安装刘度为搅拌釜直径的１／３时，轴向或径向总体泵送能力系数约为１．９；叶轮安装高度为搅拌釜直径的１／２时，轴向戏向总体泵送能力系数的为     

两层浆搅拌釜内混合过程的新二维单元串联模型

在直径为１８６ｍｍ的立式搅拌釜内,利用热电偶－－温差法测量了两层经组合浆搅拌釜内的液相混合时间,试验中采用的搅拌将有直叶圆盘涡轮和斜叶涡轮（上推式荼吉涡轮ＰＴＵ和下压式斜叶涡轮ＰＴＤ）;根据激光多普勒测速仪对流场的测量结果,提出了一种新的二维单元串联模型,用该模型对两层组合浆搅拌釜内的混合过程进行了模拟,发现模拟值和实验值吻合较好。     

液—气—固三相在机械搅拌下形成混合体系的流体力学

本文讨论了在设置搅拌的混合釜中能形成液－气－固三相混合体系扩散的流体力学条件。根据Rushton型搅拌器和折叶式涡轮搅拌器的实验结果,介绍了液－气－固三相扩散而形成混合体系的机理,比较了两者产生径向和轴向液体流动形式的殊异性,并评价它们在液－气－固三相混合体系中的作用。     

搅拌釜内液固悬浮体系的浓度分布

在120°锥底、内径为φ700mm、φ250mm 的有机玻璃釜中,采用直接取样称重法研究了液固系搅拌釜内桨的结构、桨的位置及转速、固含量、物系性质等因素对釜内固相浓度分布的影响,同时用两区沉降扩散模型对实验数据进行分析,得到了固相悬浮质量与操作条件的关系,并提出了均匀悬浮的判据,为放大设计搅拌反应器提供了可行的理论依据。     

椭圆底封头异形挡板搅拌釜的混合性能分析

在椭圆底搅拌釜底部分别加装十字形挡板和对数螺线形挡板时,对其混合性能进行实验研究,并对两种挡板的混合性能进行对比分析。研究结果表明:同组参数、相同的操作条件下,转速越高,搅拌均匀所需要的混合时间越短。在同组参数、相同的操作条件下,搅拌均匀时,与十字形挡板相比,加装对数螺线形挡板所需要的混合时间较短;在同种转速下,与十字形挡板相比,加装对数螺线形挡板所消耗的搅拌功率更小;在同样的操作条件下,与十字形挡板相比,在加装对数螺线形挡板时,搅拌釜的混合性能更好。     

液—固相釜式搅拌反应器的放大研究

为研究液－固相非均相反应，依据几何相似原则，建立了３级带搅拌的釜式冷模设备。研究了固体粒子在液体中的流动与分散情况；搅拌转数、挡板的设置及叶轮在釜中的插入深度对固体分散的影响。对数据关联得到了放大依据，在杀螟松生产中，进行了放大验证，取得了较好的效果     

翼形桨在气液固三相搅拌反应釜中的混合性能

<正>机械搅拌槽中高速旋转的叶轮产生的排出流中,径向速度主要用于气体的剪切分散,而其轴向速度是固体悬浮和液相轴向混合的主要动力。三相体系的混合不仅要求叶轮具有较强的径向剪切分散能力,而且要有一定的轴向混合能力,以此达到对气体和固体的同时分散。理想的混合水平不仅要求达到二者在宏观上的均匀,而且在微观混合上也要达到一定的均匀度,为此对搅拌桨的设计提出了较高的要求。在气液二相的混合操作中比较多的采用了盘式涡轮桨,而在液固二相的混合操作中比较多的使用螺旋桨,这都是为了利用各自不同的混合优势。涉及到气液固三相混合,由于气体和固体的分散是一个相互制约的问题,完全的径向     

聚乙烯搅拌釜粘釜规律的研究

在Φ 2 8 0的有机玻璃釜中用研磨极细的铁粉和强磁材料钕、铁、硼建立了釜内流动条件对粘釜影响的冷模实验。采用三叶后掠式搅拌桨研究了釜内物料量分别在 80 %的容量和满釜容量时对粘釜规律的影响。当釜内液面升高时 ,搅拌混合效果变差 ,釜底的粘釜量将增大 ,冷模研究的结果对实际生产具有一定的指导意义。     

三轴搅拌釜不同桨径比下固-液悬浮特性的数值模拟

利用FLUENT软件对不同桨径比下立式三轴搅拌釜内单相和固-液两相混合过程分别进行三维数值模拟,对流场分析可知增大桨径比能改善立式三轴搅拌釜内流场的结构。利用修正速度判据得出不同桨径比下搅拌釜的临界悬浮转速,并通过计算临界悬浮转速下的搅拌功率,初步得出立式三轴搅拌釜桨径比的最佳取值范围在0.1～0.125之间。     

三桨叶搅拌釜相同混合时间条件下的CFD模拟及放大研究

搅拌釜的放大主要依靠实验或经验进行,目前已有的各种放大规律由于相似理论的出发点不同,缺乏统一的评价标准.采用CFD技术为统一的放大理论基础,针对4个几何相似的三桨叶搅拌釜,以完全混合所需要的时间T99相同为放大基准,对搅拌釜内的湍流场以及搅拌转速、单位容积消耗功率等随搅拌釜几何放大后的变化规律进行了研究.结果表明,采用CFD技术作为统一的放大理论基础,准确、可靠.     

搅拌槽内絮凝动力学研究

采用激光粒度仪在线测定并研究了搅拌槽内聚丙烯酰胺与磷矿酸解渣的絮凝动力学。考察了不同浓度的酸解液，絮凝剂加入量，温度，酸解渣原始平均粒径和搅拌强度对絮凝动力学影响。在实验研究范围，絮凝初始速度随温度升高，絮凝剂加入量及搅拌强度的增加而提高，但随着酸解液的粘度增加和酸解渣原始平均粒径的增大而降低，体系中存在最佳的絮凝剂加入量。通过酸解渣的电泳试验，用自合成的阴离子，阳离子改性絮凝剂以及非离子型絮凝剂与酸解渣的絮凝试验发现，在中性的水中，酸解渣与不同荷电类型的絮凝剂的絮凝速度大小依次为：阳离子型＞非离子型＞阴离子型。而在磷酸酸解料浆中絮凝速度与絮凝剂的荷电类型无关。磷矿酸解渣与聚丙酰胺絮凝剂的作用主要表现为架桥机理。     

用LDA研究搅拌釜内的流场

利用ＤＡＮＴＥＣ二维激光多谱勒测速仪对ＤＴ叶轮和ＰＴＵ叶轮的搅拌槽进行了流场测试，获得了不同几何参数的叶轮在不同工况下的二维时均速度场和湍流强度场，尤其是ＰＴＵ浆的内锥边界。为进一步研究搅拌器的流动特性、开发新型桨叶叶轮提供了可靠的实验依据。