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。     

刮壁搅拌桨在槽式釜中的功率损耗

研究了浮动式刮壁桨在槽式釜中流体的粘度，刮壁材料，刮板端角，刮板厚度以及搅拌雷诺数，刮板宽度，刮壁角度，刮壁高度对搅拌功率损耗的影响，发现：搅拌雷诺数，刮板宽度，刮壁高度和刮壁角对搅拌功耗有明显的影响，在一定条件下其他因素则对功耗的影响很小，得到刮壁功耗的经验关联式为Ｎｐ＝（１５６２／Ｒｅ＾０．９７７）（Ｗ／Ｄ）ｃｏｓα）＾０．３５３（ｎＬ／Ｄ），式中Ｒｅ=１～３００。     

刮壁桨在槽式釜的传热研究

针对结刮壁搅拌槽壁面的传热提出渗透－对流模型。运用在搅拌桨上安装热电偶的测温方法，考察了刮搅拌槽中的温度分布情况，实验结果支持了渗透－对流以模型。当Ｒｅ〉１００，Ｐｒ〉１０＾５时，刮壁残余层对壁面传热有明显影响，随着Ｒｅ的进一步提高，刮壁槽壁面的传系数增加缓慢，关联得到Ｒｅ〈１００，８０００〈ｐｒ〈１８０００时刮壁槽壁面传热系数的经验关联式。     

刮壁桨在槽式釜中的流型研究

用示踪粒子照相法，对浮动刮壁桨多种刮板形式的粘性流流型进行了研究。采用峰高和峰宽两个量来描述刮板附近流线的形态，认为可利用峰高和峰宽值来判断不同刮板形式的传热性能。对照传热曲线得出：Ｒｅ小于２５时，应以峰高值来判别传热效果；Ｒｅ大于２５时，应以峰宽值作为判别传热效果的标准。并从多种刮板形式中挑选出带水平尾板的刮板，其传热效率最高。     

柔性Rushton搅拌桨的功耗与流场特性研究

基于传统的Rushton桨,开发了一种柔性叶片Rushton搅拌桨。采用数值模拟方法研究了柔性桨的功耗及层流和湍流流场特性,并分别采用扭矩测量法和粒子图像测速法进行了实验验证。结果表明,对于实验规模的搅拌容器,当介质黏度与甘油接近时,可用橡胶作为柔性桨叶制作材料。Reynolds数≤100时,柔性桨的功耗大于刚性桨;Reynolds数大于该值后,柔性桨的功耗小于刚性桨。柔性桨叶对被搅拌流体具有自适应特性,流固耦合作用下产生的变形增加了流体的径向流动能力。搅拌低黏度流体时,柔性桨能提升近桨区流体的速度,增加桨叶远端流体的循环流动能力;搅拌高黏度流体时,近桨区和桨叶远端流体的速度均大于刚性桨。就尾涡而言,柔性桨产生的涡量较小,耗能少。     

自吸式涡轮搅拌桨的性能研究

系统地测定了自吸式双圆盘六叶涡轮桨应用于气－液－固三相浆态搅拌反应器的性能。研究了吸入气体的临界转速、表征搅拌桨对气体抽吸能力的吸气压力、气体自吸的吸入流量、搅拌功率、气含率、气液分散性能和气液传质规律，以及固体催化剂颗粒的悬浮问题。采用磁钢密封结合自吸式涡轮搅拌桨的三相浆态搅拌反应器，比较适宜于精细化学品合成的工艺研究及本征动力学测定，并对中小规模三相浆态反应工艺的连续化生产提供了可行性研究。     

疏水Rushton搅拌桨的减阻性能

为了减小搅拌阻力与功耗,本研究提出了疏水叶片搅拌桨的设想。首先采用数值模拟的方法,对非疏水Rushton桨搅拌容器内的流场进行了模拟,通过与文献中实验结果的对比,验证了数值模型和模拟方法的可靠性。随后研究了湍流状态下疏水Rushton搅拌桨的流体动力学性能,分析了不同疏水状态下的流场结构、剪应力和压力分布以及减阻效果和搅拌功耗,并与非疏水桨进行了对比。结果表明,疏水处理后Rushton桨搅拌容器内的流场没有明显变化,但流体的轴向泵送能力有所增强,高速度区域略有扩大,超疏水时效果更明显。疏水处理可降低Rushton桨的剪应力和桨叶前后表面间的压差,具有减阻效果,超疏水时减阻幅度高达39.56%。另外,疏水Rushton桨的搅拌功耗有所降低,与非疏水桨相比,超疏水桨的功率准数降低了8.53%,具有显著的节能效应。     

多功能大型宽叶搅拌桨

介绍MAXBLEND(MB)、FULLZONE(FZ)、SANMELER(SM)3种多功能大型宽叶搅拌桨的结构形式、在槽内产生的流动状态、混合特性、功率特性,以及液液系、固液系、气液系的分散特性。这些搅拌桨适用粘度10-3—100Pa·s,具有低能耗高效率的特点,在槽内产生的轴向的径向速度分布比较均匀,沿槽内壁轴向的传热系数也比较均匀,传热系数较高;在聚合、晶析操作中,有利于防止结垢,并且容易控制粒径的分布。     

新型翼形轴流桨的搅拌性能研究

本文研究了翼型轴流桨在不同条件下的混合、传质、搅拌功率.结果表明:同传统的圆盘涡轮桨相比,翼型轴流桨具有混合效果好,传质效率高、搅拌功率低等特性.     

几种常用搅拌桨的功率计算

介绍层流区浆式、锚式、双螺带式搅拌浆功率的计算，在较大的雷诺数范围内的直叶开启涡轮，折叶开启涡轮功率的计算，以及在湍流区的圆盘涡轮功率的计算。     

卧式双轴T型搅拌器在非牛顿流体中的搅拌功率特性

考察了卧式双轴Ｔ型搅拌在非牛顿流体中的搅拌功率与表观雷诺数（Ｒｅ＾＊）、弗劳德数（Ｆｒ）以及加料量的变化关系,实验结果表明：Ｍｅｔｚｎｅｒ常数Ｋｓ随加料量的减少而急剧增加;在层流区域,Ｎｐ．Ｒｅ＝Ｋｐ关系仍然成立且非牛顿流体功率曲线与牛顿流体重合。对实验数据进行关联得到了非牛顿流体搅拌功率准数关联式。     

料浆槽搅拌器机械密封损坏原因及改造措施

分析造成三聚氰胺料浆槽搅拌器机械密封损坏的原因,并进行技术改造,从而保证搅拌器的稳定运行。     

新型高效正反旋转兼上下往复动搅拌器

对开发的正反旋转兼上下往复动搅拌器机械及原理作了简介，并对其宏观混合时间和搅拌功率做了实验考察，同时进行了性能评价。结果表明，该搅拌器适用于中低粘度体系，并对过渡流和湍流区域流体也具有优异的混合性能，但不适用于层流区域流体的混合。     

POWER CONSUMPTION AND GAS HOLDUP IN A GAS-LIQUID RECIPROCATING PLATE COLUMN

The pressure fluctuation at the column base is confirmed to be proportional to the vibration intensity on a power of 2 in non-gassed conditions and up to a critical vibration intensity, corresponding to the dispersion resonance frequency, in gassed conditions. The power consumption is successfully correlated with the vibration intensity and the liquid holdup. The gas holdup in both mixer-settter and emulsion regime is well correlated with the power consumption and the superficial gas velocity. The effect of the superficial gas velocity is more important than that of the power consumption. The effects of the liquid phase properties, the wetting tendency of the plate material and the fraction free area above 41% were not observed     

粘弹性流体在槽式反应器中的流动 功耗和混合

提出了粘弹性流体适于化工传递过程研究的流变模型和无量纲数,即Re~*=d~2Np/η_α,W_i=σ_1N/η_α,N_(VR)=σ_2/σ_1和r=W_i/Re~*。对比了牛顿流体、假塑性流体和粘弹性流体在数种搅拌器下的流型、流速分布、功耗和混合时间,并提出了适用于这三种流体的搅拌功率关联式: N_pRe~*f_s~(1-m)=K_p[1+(F_(1av)~*/k_s~2)f_s~((1-m-3)W_i]     

EXPERIMENTAL STUDY ON MIXING: POWER CONSUMPTION AND DEGREE OF SUSPENSION

An experimental study on mixing, degree of suspension and power consumption in solid-liquid suspensions was done. A system similar to those found in anaerobic fermentation processes of animal manures was used, and an existing mixing equipment was adapted for the study. Power consumption and degree of suspension for both mechanical mixing and mixing by gas was determined. The influence of variables such as geometry, solids concentration, stirrer velocity, and gas velocity was studied, discussed, and compared to data from the literature. Best results were obtained for gas mixing, the power consumption being about one fourth of that required by mechanical agitation. Finally, extended correlations relating Power and Reynolds numbers for mechanical mixing and mixing by gas are proposed.     

搅拌槽内的液-液临界分散

在φ391mm搅拌槽中,分别采用双层Brumagin桨、双层三叶后掠式桨和双层A310桨与7种内构件相组合,在无乳化剂下对油水比(质量比)分别为1∶1.5,1∶2.0的煤油-水体系的液-液临界分散进行了研究。从工业实用的角度出发,对前两种桨找到了一种可替代“轻液挡板”的小挡板及其安装方法:内冷管上均布4块小挡板,B/D=0.08,插入液面深度为0.2D。在φ188mm搅拌槽中,于全挡板条件下,以歧化松香皂为乳化剂,分别采用3种不同几何参数的双层Brumagin桨对油水质量比为1∶1.5的煤油-水体系的临界分散进行了研究。结果表明,与无乳化剂情况相比,液-液临界分散转速(N_c)下降30％～40％,临界分散功耗(P_(cv))下降53％～66％;桨径减小会使N_c和P_(cv)增加。     

流体弹性对圆盘反应器功率特性的影响

以工业聚酯终缩聚圆盘反应器开发应用为研究背景 ,分别考察了圆盘反应器在黏性和黏弹性介质中的功率特性 ,通过对两种实验介质中功率特性的比较 ,得出弹性对圆盘反应器功率消耗的影响程度 ,并给出相应的功率消耗关联式 ,为聚酯终缩聚圆盘反应器国产化开发应用提供功率设计依据 .