搅拌槽中四种桨型的混合效率

本文用光导纤维探头法和电阻应变法分别测定了六平叶、六弯叶、六箭叶圆盘透平桨和四叶水翼桨的混合时间和搅拌功率，评选出了这几种浆型混合效率的相对高低。     

一种新型搅拌桨多相混合性能研究

提出了一种新构型的搅拌桨一错位桨,并以空气-水-石英砂三相体系为研究对象,与传统的径流桨(Rushton桨)和轴流桨(斜叶桨)在功率消耗、混合时间、气体循环方面进行了比较.结果表明,错位桨相对于传统Rushton桨,功率消耗降低.适应气速范围广,轴向混合能力明显提升;在同等条件下与斜叶浆相比,气体分散能力强,混合时间少.这种新型桨能克服径向流叶轮在轴向混合方面能力的缺陷,有较好的潜在工业应用价值.     

三种新型桨搅拌特性比较

在直径为２４０ｍｍ的搅拌釜内,考察了最大叶片式桨、泛能式桨和叶片组合式桨的功率消耗、传热及混合特性,并与螺带桨及三叶后掠式桨进行了比较,实验表明,在中低粘度范围内,３种新型桨的传热和混合性能优于螺带桨及三叶后掠式桨。     

新型搪玻璃搅拌桨搅拌特性数值模拟及实验研究

采用CFD方法模拟了具有相同桨径、不同桨叶折角和叶宽结构的6种新型搪玻璃搅拌桨的搅拌特性。考察了挡板、桨叶离底高度对釜内流场的影响;基于此分析了桨叶折角、叶宽对速度分布的影响。对模拟得到的搅拌功率和混合时间进行了实验验证;并与传统搪玻璃桨式搅拌器进行比较。结果表明:①新型桨叶在加挡板且桨叶离底高度为450 mm时;搅拌效果最佳;②随桨叶折角、叶宽的增大;桨叶区轴向、径向和切向速度均呈增大趋势;当桨叶折角为45°、叶宽为95 mm时;釜内混合效果最好;③随转速增大;搅拌功率呈增大趋势;混合时间呈减小趋势;新型桨明显比传统桨混合性能好;桨叶折角为30°、叶宽95 mm时功率消耗最低;桨叶折角为35°、叶宽95 mm时混合时间最短。     

新型搪玻璃搅拌桨搅拌特性数值模拟及实验研究

采用CFD方法模拟了具有相同桨径、不同桨叶折角和叶宽结构的6种新型搪玻璃搅拌桨的搅拌特性。考察了挡板、桨叶离底高度对釜内流场的影响,基于此分析了桨叶折角、叶宽对速度分布的影响。对模拟得到的搅拌功率和混合时间进行了实验验证,并与传统搪玻璃桨式搅拌器进行比较。结果表明：①新型桨叶在加挡板且桨叶离底高度为450 mm时,搅拌效果最佳;②随桨叶折角、叶宽的增大,桨叶区轴向、径向和切向速度均呈增大趋势,当桨叶折角为45°、叶宽为95 mm时,釜内混合效果最好;③随转速增大,搅拌功率呈增大趋势,混合时间呈减小趋势,新型桨明显比传统桨混合性能好,桨叶折角为30°、叶宽95 mm时功率消耗最低,桨叶折角为35°、叶宽95 mm时混合时间最短。     

不同组合桨煤浆搅拌槽混合特性的数值研究

采用ANSYS15.0软件的多重参考坐标系、标准k-!湍流模型及多相流模型,针对单层平直桨、双层45°折叶涡轮桨、平直桨叶-45°折叶涡轮桨叶组合桨这三种型式,分别研究了煤浆搅拌槽内的流体混合特性。结果表明,平直桨叶-45°折叶涡轮桨叶组合桨煤浆搅拌槽内流体湍动剧烈,其出口截面上示踪剂体积分数的最大波动幅度为1.24%,表明搅拌槽内的煤浆和石灰石添加剂已混合均匀。     

四大叶斜桨的流体动力性能

四大叶斜桨搅拌器适用于对剪切稀化流体的搅拌混合。本文对此种新型搅拌器的流体动力性能作了实验研究,测定了其Metzner常数、搅拌功率、排液量和混合时间。四大叶斜桨的密实度比为0.57,具有排液量大,混合速度快的优点,而且功耗适中。文中还给出了四大叶斜桨与常用的涡轮和螺旋桨的性能对比。     

翼形桨搅拌槽内混合过程的数值模拟

采用FLUENT软件的多重参考系(MRF)及标准k-ε模型,将速度场与浓度场方程分开进行求解,对单层轴流式三叶CBY翼形桨搅拌槽内的混合过程进行了数值模拟,所得的混合时间的模拟结果与实验值相吻合。同时采用数值模拟的方法研究了不同的示踪剂加料点、监测点位置及操作条件对混合时间的影响规律;模拟结果表明,混合过程主要由搅拌槽内的流体流动所控制,混合时间与示踪剂加料点及监测点位置密切相关。上述的研究结果对于工业搅拌反应器的优化具有一定的参考意义。     

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。     

柔性Rushton搅拌桨的振动特性

采用数值模拟的方法分析了课题组前期开发的实验室规模的柔性叶片Rushton搅拌桨的振动特性,并采用丹麦的Brüel & Kj?r及中国的东华振动测试仪进行了实验研究。结果表明,桨轴系统的第1~6阶振型为弯曲型,第7~12阶振型为扭转型。模拟得到的固有频率与实验结果吻合较好,均表明存在集聚现象;与干模态固有频率相比,湿模态固有频率有所降低。承受高频交变激励载荷时,桨轴系统存在明显的应力和应变谐响应。桨轴系统的固有频率随转速的增大而减小,随介质黏度的增大而增大。研究结果为柔性叶片Rushton搅拌桨的放大设计及工业应用奠定了基础。     

叶轮式搅拌器的研究进展

介绍了叶轮式搅拌器的主要特点,分析了当前搅拌混合技术存在的问题,综述了国内外搅拌混合设备的开发和改进情况以及激光多普勒测速仪测试技术、计算流体动力学技术等流场测量技术、智能化专家系统等优化设计方法的新进展。     

高黏体系中最大叶片式搅拌桨直径的CFD优化

以黄原胶溶液为研究体系,借助于计算流体力学( CFD)方法研究了采用不同直径的最大叶片式搅拌桨时釜内流体速率分布、死区体积、剪切速率、表观黏度和总体流体状况等参数.研究发现:在保持功率不变的前提下,随着桨径的增大,釜内循环区影响范围变广,全釜平均液相速率逐渐增加,速度分布均匀度有所提高,死区体积明显下降.对于研究的搅拌...     

Advanced impeller design: Anti-ragging impeller,ARI2

The waste water treatment plant anoxic denitrification process employs agitated vessels which contain process fluids contaminated with fibrous, rag-like materials that have a tendency to collect on impeller blades and adversely affect mixing performance. The existing Philadelphia Mixing Solutions Ltd. anti-ragging impeller made from fiberglass reinforced plastic is not cost effective for this low torque application. The challenge was to design an impeller that replicated the performance of the original impeller but utilized common industrial manufacturing processes to reduce cost. The flexible construction technology chosen was sheet metal fabrication. The design effort produced a highly skewed, forward raked, hydrofoil impeller with applications that extend beyond the waste water treatment industry. The performance of the new impeller was evaluated by comparing it to the fiberglass impeller as well as three other common impeller types used in stirred tanks. Impeller pumping capacity was measured using 2-D Particle Image Velocimetry and impeller power draw was measured using a load cell and tachometer. The characteristic dimensionless impeller power and flow number, Np and Nq, were computed to be 0.17 and 0.42, respectively.     

柔性桨强化高黏度流体混合的能效分析

引言搅拌混合操作广泛应用于化工、食品、冶金及环保等过程工业领域[1-4]。搅拌槽内物料的混合程度及其功率消耗是影响产品质量和设备作业效率的关键因素。当物料黏度较高时,搅拌槽内的流     

我国硫铁矿制酸和硫磺制酸大型装置的技术与设备

近２０年来我国大型硫酸装置的建设有了快速进展。扼要论述我国硫铁矿制矿制酸和硫磺制酸大垢主要工艺技术、设备结构选型特点,以及设计上应重点考虑的问题。     

新型双轴组合桨搅拌性能研究

根据聚合反应的特定工艺过程要求,提出了一种新型组合桨,并设计实验对其混合性能进行研究,与常规桨型进行对比。结果表明,该桨在高黏度流体内,混合时间、排液量、混合效率等方面较常规桨型好,不但能在较短的时间内实现全罐的均匀混合,而且还具有节能降耗的优点。此外,还采用PIV系统对其流场的速度分布进行测试,总结得出其在不同转速比下的流场分布规律,从而为今后该新型组合桨的应用和放大奠定了坚实的实验基础。     

One-pot solvothermal synthesis of carbon dots/Ag nanoparticles/TiO2 nanocomposites with enhanced photocatalytic performance

In this paper, we reported a “green” and facile method for one-pot solvothermal synthesis of carbon dots (CDs)/Ag nanoparticles (AgNPs)/titanium dioxide (TiO₂, commercial Degussa P25) ternary nanocomposites with enhanced photocatalytic performance. The characterizations of this ternary photocatalyst were studied at length and our results revealed that the crystalline phase of TiO₂ component remained unchanged after the reaction. While the newborn AgNPs and CDs were tightly attached onto the surface of TiO₂ nanoparticles. The photocatalytic activities of photocatalysts were tested by measurements of photo-degradation on methylene blue (MB) under ultraviolet (UV) and visible light. It was showed that the photocatalytic performance of the ternary photocatalyst was superior to that of single TiO₂ or CDs/TiO₂ binary photocatalyst. It was probably attributed to the synergistic effect of the photoelectrical properties of CDs and the surface plasmon resonance (SPR) effect of AgNPs, which could both enhance the absorption of visible light and hinder the recombination of photogenerated electron-hole pairs.     

Impeller characterization and selection: Balancing efficient hydrodynamics with process mixing requirements

Current literature relies almost exclusively on the power number to compare and characterize impellers. Industrial mixing requirements may rely on conditions far away from the impeller. A protocol is proposed to compare impellers designed for turbulent mixing on the basis of impeller hydrodynamic performance and mixing process objectives. A hydrofoil impeller (KPC), and a mixed‐flow impeller (45^° down‐pumping PBT), each at two diameters, were used to test the protocol. Fourteen measures were considered. Five are recommended for full characterization: power number, momentum number, and peak rate of dissipation of turbulent kinetic energy to characterize conditions at the impeller; power at just‐suspended speed to compare the efficiency of solids suspension at the bottom of the tank; and point of air entrainment as a measure of turbulence penetration to the free surface. These five measures provide complete information about mixing performance and good differentiation between the impellers and geometries. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 58: 2573–2588, 2012     

适用于动物细胞培养的搅拌桨及其数值模拟

提出了一种方法考察桨叶在动物细胞培养上的适用性,应用计算流体力学软件CFX综合比较在30 L搅拌槽中4种不同桨叶的流场、剪切率、Kolmogorov尺度和混合时间,并进行PIV实验验证。结果表明,在单层搅拌体系80 r/min转速下,象耳桨和螺旋桨性能能满足细胞培养要求,Rushton桨在细胞培养罐放大时可以考虑,45°四折叶桨能够适用于细胞培养,但效果不如象耳桨与螺旋桨,PIV实验验证了模拟结果可行性。     

双层搅拌器组合的气液分散性能研究

系统研究和比较了径流桨和径流桨组合、径流桨和斜叶桨组合以及斜叶桨和斜叶桨组合3类不同的双层搅拌器组合,在气液分散搅拌过程中的优劣。小通气量时径流桨和斜叶桨组合(DT PTD和PTU DT)在相同的单位体积搅拌功率下气含率最高,而在大通气量时,双层上翻式斜桨组合(PTU PTU)气含率最高,并发现大通气量时,下层桨不宜采用下压式斜叶桨。