改进型框式组合桨内盘管搅拌釜内流场数值模拟

通过计算流体动力学软件对改进型框式组合桨在带内盘管搅拌釜内的流场进行了数值模拟，研究了在不同转速N、离底距C₁下釜内的流场。研究结果表明，随着转速的增加，桨叶对内盘管的冲刷作用增强，内盘管附近的低速区会逐渐减小，促进了内盘管附近流体的混合；在C₁=125 mm时，内盘管向下的导流作用明显，增加了搅拌釜底部壁面速度，有利于搅拌釜底部壁面附近流体的混合。将模拟得出的搅拌桨功率准数N_p与实验结果进行对比，验证了数值模拟方法的准确性。研究结果可为类似改进型框式组合桨在带内盘管搅拌釜的结构优化提供参考。     

直叶涡轮及斜四叶桨搅拌槽层流流场的数值分析

采用计算流体力学(CFD)的方法,对直叶圆盘涡轮桨（Rushton）和斜四叶桨（PBT）搅拌槽流场进行研究。利用Laminar层流模型对其在甘油中产生的流场进行数值计算,得到四种形式的搅拌桨以恒定转速200 r/min在搅拌槽内转动时所产生的流场结构,对比分析轴向、径向和切向的速度矢量图、速度云图以及速度分布曲线,比较所需的搅拌功率。结果表明,Rushton桨的搅拌效果优于PBT斜四叶桨,但能量损耗较高;不同倾角的斜四叶桨具有类似的流动特性。     

立式双桨搅拌槽内液-液分散特性的CFD-PBM模拟

将破碎核函数应用于群体平衡模型（PBM）中，并与计算流体力学（CFD）方法进行耦合，开展了不同类型搅拌桨组合下搅拌槽内液滴尺寸分布和液-液分散特性的模拟研究。结果表明：推进桨（TXL）可促进流体的轴向混合，涡轮桨（RT）有利于流体分散，不同搅拌桨组合下的流场特征存在显著的差异；相同转速下抽吸桨（PM)+TXL组合桨拥有较小的功率消耗，而RT+RT组合桨的功率消耗较大；挡板的存在能够有效促进液滴破碎，且挡板对PM+RT组合桨搅拌下分散性能的影响显著大于另外两种搅拌桨组合。基于本研究结果，在双层桨搅拌槽的工业应用中，应首先考虑挡板的应用，在对液滴分散性能要求较小时，应优选带轴流型的PM+TXL组合桨；在对液滴分散性能有较高的要求时，应优选带档板的PM+RT组合桨。     

两种轴流式搅拌桨传热特性的CFD研究

在搅拌反应装置中,槽内流体的换热速度和温度分布的均匀性是影响产品质量和生产效率的主要因素。利用计算流体力学(CFD)方法,对两种轴流式搅拌桨A200和A310在某聚苯乙烯反应器中的传热特性进行了对比研究。计算结果表明,3层A310桨比A200桨使槽内流体的升温速度更快,温度分布更加合理。     

三层组合式气液搅拌桨的功率特性

功率消耗是气液搅拌操作的基本参数之一。对6种不同组合的三层搅拌桨的功率特性进行了实验研究,结果表明,在不通气时,三层六直叶圆盘涡轮桨的功率准数最大,二层轴流式和一层径向流组合桨叶的功率准数最小。在通气条件下,三层六直叶圆盘涡轮桨的功率下降最大达到60%,而二层混合流式和一层径向流组合桨叶的功率下降最小约为40%。     

连续搅拌釜流场数值模拟及停留时间分布

连续流动搅拌釜广泛应用化工生产过程,本文采用CFD软件对间歇流场和连续流动单层及双层直六叶涡轮搅拌釜的三维流场进行了数值模拟,使用脉冲法对相应的搅拌釜内液体的停留时间分布(RTD)进行了测定,并通过对比方差讨论了搅拌桨转速及流量对流体流动状态的影响。     

双层涡轮搅拌桨三维流场数值模拟

利用计算流体力学(CFD)软件,采用标准k-ξ紊流模型,分析了非稳态情况下双层涡轮搅拌槽内流体的三维紊流流场、紊流动能及能量耗散,讨论了不同桨间距对流场、紊流动能及能量耗散的影响。     

黑曲霉发酵生产壳聚糖的搅拌桨选择

研究了黑曲霉发酵体系单一搅拌桨和复合搅拌桨对体系传质系数的影响，比较了搅拌桨对菌体剪切力和发酵产量的影响。结果表明：体系传质系数对发酵产量的影响小于剪切力的影响，剪切力是影响菌体生长的主要因素，各搅拌桨剪切力大小顺序依次为：宽平叶、弯叶、曲叶，标准平叶与复合桨相当且近似于弯叶。选择曲叶搅拌桨作为黑曲霉生物发酵时的搅拌桨。     

催化剂制造中高浓度浆液的搅拌混合

测定了几种大直径搅拌桨和小直径组合桨对于催化剂制备高浓度浆液的搅拌功率、混合时间及混合效率。大直径搅拌桨混合速度快、能耗低,性能优于小直径组合浆。     

JH型轴流式搅拌桨的试验研究

为验证JH型轴流式搅拌桨的应用效果,进行了中试放大。试验在一个直径1m、容积500L的瑭玻璃反应釜内进行。试验有溶解、乳化和滴定反应三种搅拌形式。为满足工艺要求,JH轴流式搅拌桨实际安装高度为04dJ(dJ为桨径),离液面085m,为非正常安装。试验结果表明,在桨转速为166r/min时,效果最好。在相同条件下,使用JH型轴流式搅拌桨比原使用双层桨可提前1个多小时完成全部反应;在加快滴定速度,温度控制在30℃左右时,可提前2个多小时完成全部反应。在正常搅拌条件下,与原双层桨相比可降低功率耗损23%,节能约38%。     

中心龙卷流型搅拌槽流动特性的CFD研究

运用计算流体动力学(CFD)方法,对中心龙卷流型搅拌槽内部流场进行数值模拟,并且和标准搅拌槽进行了分析比较。结果表明:和标准搅拌槽相比,中心龙卷流型搅拌槽的功率准数较小,节能效果显著。流体流经导流板,可以获得较大的轴向速度,在槽中心可以形成理想的中心龙卷流,从而有利于固体颗粒的悬浮。     

单层桨气液搅拌釜的气液分散特性

在计算流体力学数值模拟的基础上,对单层桨气液搅拌釜的气液分散特性进行研究。考察进气方式、介质黏度和单位体积功耗对气含率及功耗性能的影响。实验结果表明,气含率随介质黏度的增大而减小;在相同的单位体积功耗时,自吸分散的气含率高于表面充气分散的气含率;与表面充气分散相比,自吸分散的单位体积功耗和功率准数均低;与标准搅拌釜相比,单层桨气液搅拌釜的气含率分布均匀,气液分散效果更好,单位体积功耗低,达到相同分散效果时的搅拌转速低。     

涡轮搅拌桨反应器混合过程的数值计算

利用CFD方法计算单层涡轮反应器搅拌槽内流体混合过程的速度场和浓度场,研究物料在搅拌槽内的混合过程,以及不同监测点对混合时间的影响。结果表明,搅拌槽内物料的混合主要受槽内流体的流动形式所影响;混合时间的长短与监测点位置有关;在搅拌桨的桨叶附近进行监测所得到的混合时间较短,在液面附近进行监测所得的混合时间较长。在实际生产和试验中,应注意对监测点位置的选取。     

采用粒子图像测速技术对低雷诺数下双层CBY桨搅拌槽内流场的研究

采用粒子图像测速技术(PIV)对双层CBY桨搅拌槽内的流动特性进行了研究。在雷诺数(Re)为38～228的范围内,考察了Re和桨叶层间距对槽内流型的影响规律,同时采用扭矩传感器研究了Re对功率特性的影响。实验结果表明,功率准数随Re增大逐渐降低,桨叶层间距改变对功率准数影响较小;随Re增大,轴向速度较高的区域向槽壁偏移,无因次化速度数增大,下层桨端部上方出现漩涡,且漩涡宽度变窄;桨叶层间距/桨叶直径为0.4是临界层间距,小于该值可实现槽内物料的整体循环,否则两层桨问的流动出现分离。这对低Re下搅拌设备的设计和优化具有一定的参考意义。     

水下机器人水动力参数CFD计算及操纵性预报

以微小型水下机器人为研究对象,采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)数值模拟方法开展机器人阻力的数值模拟,并将摩擦阻力因数C_f与第8届ITTC推荐值进行对比验证,提出一种无动力带桨水下机器人水动力参数CFD计算方法。利用此方法,基于航行力学基本原理,采用定常计算方法开展微小型水下机器人斜航、操舵直航试验数值模拟,采用全局网格运动方法开展回转拘束模型试验数值模拟,获取机器人位置导数、舵导数和旋转导数,并完成该机器人的操纵性能预报,为机器人的总体设计和控制参数的选取奠定基础。     

分体式不锈钢搅拌桨设计改进

从选材入手设计的分体式搅拌桨解决了整体搅拌桨无法组装进整体反应罐这一棘手问题,应用后效果良好。     

液体搅拌器的模拟放大

<正> 搅拌操作在化工生产中的应用广泛,由于搅拌操作的目的各不相同,搅拌桨的型式繁多,根据不同的操作目的和不同的搅拌桨提出的一些经验关联式,都受到实验条件的限制,通用的关联式很少,为了正确的进行搅拌设备的设计,根据实验数据进行比拟放大,在目前仍然很重要。     

柱塞自旋转整筒管式抽油泵旋桨的数值模拟

针对目前普通管式抽油泵在工作过程中出现的砂卡和砂埋问题,研制了柱塞自旋转整筒管式抽油泵。该泵的关键部分是柱塞自旋转体和半球旋转式固定阀,柱塞自旋转体内有一个旋桨,流体流过旋桨时,可对旋桨产生力矩,推动旋桨连同柱塞一起旋转,达到除砂目的。应用CFD软件对旋桨处的流场做数值模拟计算,结果表明,在一个冲程内,流体流过旋桨时可以产生足够的力使旋桨带动柱塞一起旋转5.72°,达到了设计要求,解决了泵筒的砂卡和砂埋问题。     

气液固三相体系的搅拌混合技术(Ⅰ)——颗粒分布

考察了搅拌桨型、挡板和气体分布器等对气液固三相搅拌混合的颗粒分布均匀性的影响 ,据此选择了合适的搅拌桨型、挡板和气体分布器。     

新型自旋导流表面曝气反应器性能的研究

应用多层桨自旋导流技术 ,设计了一种新型自旋导流表面曝气反应器。在内径为 15 4mm、液位高度 2 35mm的搅拌槽中 ,测定了自旋导流表面曝气系统的混合时间、搅拌功率和气液传质性能 ,并与Rushton桨与 4 5°上推斜叶透平桨组成的Rushton桨表面曝气系统进行比较。结果表明 ,自旋导流装置能有效改善上层桨和下层桨间流场的耦合 ,提高搅拌桨的操作效率 ,促进反应器内的分散和循环。与Rushton桨表面曝气系统相比较 ,在相同搅拌转速条件下 ,自旋导流表面曝气系统的混合时间更短 ,搅拌功率小 ;在相同功耗条件下 ,自旋导流表面曝气系统的气液传质性能优于Rushton桨表面曝气系统。