高粘度流体在机械搅拌槽中的传热

研究了高粘度牛顿流体和非牛顿流体在螺杆-导流筒、螺杆-导流筒-直管组两种搅拌体系中的传热行为。结果表明,设置导流筒和直管组后,对夹套侧的传热膜系数α_j没有明显影响,导流筒侧和直管组直管外侧的传热膜系数α_d和α_c都较α_j大,传热面积比夹套增加一倍左右,从而增强了搅拌槽的传热能力。在所有几何因素中,搅拌桨径 d和导流筒内径 D_(ti)对传热膜系数影响最大。搅拌桨的转向对传热无明显影响。分析了传热关联式中 Re的方次的变化情况。用因次分析和回归分析得到的夹套、导流筒和直管组传热面的传热关联式和文献结果吻合甚好。     

装料系数对搅拌釜混合效果的实验研究

实验采用三叶后掠式桨叶和最新获得国家专利授权的一种具有内导流作用的搅拌桨进行比较,研究不同的装料系数下,搅拌釜混合效果情况。通过对两种搅拌桨在不同装料系数以及不同转数下的实验得到以下结论:(1)混合时间均随着装料系数的增大而增大,但随着搅拌转数的增大而减小;(2)循环次数随着装料系数的增加而减小,随着转数的增加而增大;(3)装料系数增大,搅拌桨的搅拌功增大;(4)挡板附近桨叶区粘釜量比远离桨叶区的粘釜量多;搅拌釜中的物料量对粘釜量有较大的影响,当液面高度升高时,搅拌混合效果变差,粘釜量减少。     

氯乙烯聚合釜及聚合物粒径

一、搅拌反应釜内的 流动特性 悬浮聚合釜的搅拌主要有以下三种作用:①使单体及水分散开;②使聚合后期形成的颗粒悬浮起来;③使釜液循环混合促进传热。 在搅拌反应釜内液体的混合,可以由以下几部分作用来完成。 1、桨叶内部的混合:桨叶从上、下吸入液体形成较强的吸入旋涡,在桨叶间激烈混合,吐出的液体可认为处于完全混合状态。     

湿法提钒浸出段搅拌反应器结构的优化

清洁提钒工艺中,熟料的湿法浸出是重要的操作单元.浸出搅拌反应器的合理设计与优化,可缩短浸矿时间以及提高浸矿效率.本文通过改变搅拌桨桨叶间的层间距、搅拌桨的安装层数以及安装导流筒等方法,对攀钢集团公司的浸出搅拌反应器进行优化和改进;并结合计算流体动力学(CFD)Fluent商业软件,分别模拟了原浸出搅拌反应器和改进后浸出搅拌反应器的宏观流场结构.结果表明:在层间距C₂为1100mm的原双层搅拌桨浸出搅拌反应器内,流体轴向速度较小,“死区”现象较严重;与原反应器相比,调整双层搅拌桨桨叶之间的层间距C₂为1800mm以及安装3层搅拌桨或导流筒,都可加强反应器内流体的轴向流动,减小“死区”范围,进而改善流场结构的均匀分布,有助于强化流体混合.     

聚合反应工程——第6章 搅拌釜特性参数的测试技术

对搅拌釜操作有关特性参数的测定,既是一项基础工作,也是一项专门技术。由于这些特性参数显著地受着搅拌器型式和内部构件的影响,而两者间又存在着多种组合,因而掌握其测定技术就更趋重要。从聚合反应工程研究来说,搅拌功率,流体速度及流速分布,混合、传热、传质特性,以及连续搅拌釜式反应器(CSTR)流通系中的停留时间分布(RTD)等,都是评价和设计搅拌釜时所不可缺少的重要指标。在实际     

永胜机械工业(昆山)开发出聚氯乙烯大型化特殊树脂聚合釜

永胜机械工业（昆山）有限公司开发出一种聚氯乙烯大型化特殊树脂聚合釜,它包括聚合釜本体、搅拌轴、搅拌桨、轴封和传动装置,所述搅拌轴为内外双层中空结构,形成冷却水进和出的独立通道,搅拌桨为中空结构且内部设置导流通道,搅拌桨与搅拌轴之间设置冷却水进、出通道,聚合釜本体外层还设置有冷却水夹套。     

搅拌釜内流场三维数值模拟及功率预测

大型搅拌釜,尤其是涉及传热或两相介质搅拌的容器,其搅拌效果和功率往往难以预测。针对大型搅拌釜的搅拌器设计、流场结构模拟和功率预测等问题,采用CFD数值模拟技术,对搅拌釜内部的三维流场进行了数值计算。分析了搅拌釜内的流动结构,计算了不同曝气量时的搅拌功率,获得了详细的流场信息和各项特性参数。     

八十立方米氯乙烯聚合釜搅拌模拟试验

目前我国设计了一台80米~3氯乙烯聚合釜,内径4000、直筒长度5000、长径比为1.25,搅拌采用底伸三叶后掠式。夹套传热面为90米~2,原设计配有4根内冷管,其面积为17米~2,共计107米~2,比传热面为1.34米~2/米~3。唯恐传热面积太小,另在釜顶装有回流冷凝器。对于外冷器,尚无操作经验。如使用不当,可能堵塞。因此希望内冷管增为8根,即使外冷器失效,也希望聚合能继续正常进行。     

Fluent在PC合成过程模拟研究中的应用

采用Fluent 6.3.26软件对光气法聚碳酸酯合成搅拌反应釜内的搅拌过程进行模拟研究。考察了挡板的设置、搅拌桨形式、桨叶倾斜角度对釜内流体流动的影响,并建立了聚碳酸酯合成计算机数学模型。模拟结果表明,采用45°圆盘涡轮搅拌桨有利于光气法聚碳酸酯合成的传质与传热。     

基于CFD的丙烯淤浆聚合反应釜流场的数值模拟

基于计算流体力学(CFD)对丙烯淤浆聚合反应釜中液固两相流进行数值模拟,建立5L、无挡板、锥形釜底和四叶推进桨反应釜模型,采用多重参考系方法(MRF)、Mixture多相流模型和RNGk-?湍流模型模拟搅拌过程,通过冷模实验验证了模型的可靠性,并模拟得到了10%聚丙烯(体积分数)下釜内流体的速度场及浓度场。结果表明,釜内流体呈双循环流特征,聚丙烯浓度轴向呈中间低两头高的分布,径向随着轴向位置的上升分别呈"下凸"型、"直线"型、"W"型分布。在桨叶安装高度为0.56D(D为筒体部分直径)、桨叶直径为0.49D的情况下,搅拌转速在1200r/min左右时,混合效果最好;在转速为1000r/min时,桨叶安装高度为0.56D的情况下,桨叶直径在0.52D时,混合效果最好;适当降低釜内桨叶安装高度,可以在一定程度上改善釜底聚丙烯的堆积。     

改造CBY-E桨叶延长SBS聚合釜运转周期

通过摸索SBS聚合釜的搅拌形式,分析研究了聚合釜挂胶形成的原因,通过修改CBY-E桨叶,增大了聚合釜内的径向流和轴向流,使内冷管处的胶液流动状态加剧,减少了内冷管管卡子处的挂胶,延长了装置运转周期.     

改进CBY桨搅拌釜内单相流体流动与传热特性研究

使用计算流体力学软件FLUENT(V6.3)对自行设计的开槽式翼型搅拌桨—CBY-H桨搅拌釜内单相体系的流动性能进行了数值研究,采用多重参考系法(MRF)和RNG k-ε湍流模型模拟搅拌釜内液体的流动情况,并将研究结果与标准的CBY桨的轴流特性进行了对比。结果表明,CBY-H桨可提高流体轴流循环性能,在桨叶下方和桨叶区流体的轴向速度比CBY桨大,高速运动的流体区域覆盖范围更广,釜内速度分布更均匀。同时CBY-H桨消耗的功率低于CBY桨,节能18.4%。论文还进行了传热实验研究,发现CBY-H桨的釜内对流传热系数略大于CBY桨,获得了传热系数Nu的关联式。     

搅拌釜内流场实验研究与数值模拟的进展

概述了搅拌釜内流场实验研究与数值模拟的进展,介绍了速度场、混合时间、循环流量和温度场的各种测量方法,同时就搅拌釜内流场数值模拟中涉及的各种湍流模型以及旋转桨叶的处理方法进行了对比分析。最后指出传热特性、多相流以及多参数耦合数学模型是搅拌釜研究的重点。     

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。     

三叶后掠-HEDT组合桨搅拌釜内流场的模拟及实验

对应用于聚乙烯聚合反应中的三叶后掠-HEDT组合桨的搅拌釜内流场进行了模拟研究,分析组合桨的离底距C_1、桨间距C_2以及转速N的变化对搅拌釜内流场的影响,利用PIV实验对模拟结果进行了验证;将该组合桨与三叶后掠-六直叶圆盘涡轮组合桨进行了模拟对比研究。结果表明:当桨间距与釜内径的比为0.35时,釜内桨叶间的流体流动效果最好,该条件下能够改善搅拌釜上层流体的速度分布;当离底距与釜内径的比值为0.29时,组合桨下方出现了整体的环流,有利于釜底流体的混合;桨叶转速N=90 r/min时釜内流体速度分布均匀,同时上层HEDT桨叶产生的射流方向趋于水平。两种组合桨的对比研究表明:二者流型相近,但前者搅拌功率能够得到明显降低。研究结果可为三叶后掠-HEDT组合桨在聚乙烯聚合反应釜中的工程应用提供参考。     

涡轮式与推进式搅拌釜的数值模拟研究

采用CFD技术对涡轮式和推进式搅拌釜进行了数值模拟。结果表明:当转速为100r/min时,涡轮式搅拌釜桨叶区域流体的最高速度为3.10m/s,推进式的最高速度为2.36m/s,但推进式搅拌釜釜内流体的平均速度高于涡轮式的;在循环流区域,推进式搅拌釜釜内的湍动能数值范围为0.042 9~0.856 0m~2/s~2,涡轮式的为0.017 6~0.035 2m~2/s~2,推进式桨叶的流体排出性能更强;推进式搅拌釜釜顶、釜中和釜底处的混合时间比涡轮式分别缩短了34%、39%、54%,提高了混合效率。     

不同聚合釜生产羧基丁苯胶乳的探讨

考察了１２．７ｍ＾３和１５．０ｍ＾３聚合釜在生产羧基丁苯胶中搅拌功率、搅拌级别、桨叶端速和传热能力以对聚合温度及产品质量的影响。结果表明，在传热能力强，搅拌级别适中的情况下，聚合温度容易控制，产品质量好，转化率较镐，能耗和物耗较低。     

带稳定翼四斜叶-Rushton组合桨搅拌釜内传热性能

基于计算流体力学（CFD）模拟与传热实验相结合的方法，对带稳定翼四斜叶-Rushton组合桨在内加热盘管搅拌釜的传热性能进行研究，获得搅拌釜内的流场分布、温度分布、温度边界层和盘管外侧的努塞尔数。研究表明，实验与数值模拟的温度误差在4K以内。搅拌釜内高温区位于盘管处循环大涡流区，釜内最大温差保持在3K以内。稳定翼可提高流体轴向循环性能，能够使搅拌釜内温度分布更加均匀。内盘管外侧XZ平面和YZ平面的平均温度边界层厚度分别为3.01mm和2.70mm。通过实验与数值模拟方法得到不同因素对内盘管外侧努塞尔数的影响，其顺序为：搅拌介质黏度>搅拌转速>桨叶间距>离底距离，实验与模拟的努塞尔数最大误差为14.56%，最小误差为4.23%，实验结果很好地验证了数值模拟的可行性。研究结果可为带稳定翼四斜叶-Rushton组合桨应用于实际工业中提供参考。     

三叶后掠-HEDT组合桨搅拌釜内流场的模拟及实验

对应用于聚乙烯聚合反应中的三叶后掠-HEDT组合桨的搅拌釜内流场进行了模拟研究,分析组合桨的离底距C ₁、桨间距C ₂以及转速N的变化对搅拌釜内流场的影响,利用PIV实验对模拟结果进行了验证;将该组合桨与三叶后掠-六直叶圆盘涡轮组合桨进行了模拟对比研究。结果表明：当桨间距与釜内径的比为0.35时,釜内桨叶间的流体流动效果最好,该条件下能够改善搅拌釜上层流体的速度分布;当离底距与釜内径的比值为0.29时,组合桨下方出现了整体的环流,有利于釜底流体的混合;桨叶转速N=90 r/min时釜内流体速度分布均匀,同时上层HEDT桨叶产生的射流方向趋于水平。两种组合桨的对比研究表明：二者流型相近,但前者搅拌功率能够得到明显降低。研究结果可为三叶后掠-HEDT组合桨在聚乙烯聚合反应釜中的工程应用提供参考。     

新型双层桨气液搅拌釜内功耗性能的实验研究

对新型双层桨气液搅拌釜的自吸分散机理进行分析,考察介质浓度、桨叶间距、桨叶组合对功耗性能的影响,并与表面充气分散时的功耗性能进行比较。结果表明:桨叶间距增大,下层桨向上层桨泵送的液体量减少,泵送液体所需的功耗增大;P型桨叶背后形成的气穴尺寸较DT桨的小,相对功率消耗更接近于1,更有利于气体在搅拌釜中分散与混合;自吸分散时,P∝N~2,即自吸分散较表面充气分散省功,在搅拌转速或输入功率相同时,气含率更高,气液分散性能更好。