方形液—液萃取搅拌槽搅拌功率准数的测定

实验测定了不同类型的多种搅拌器在方形搅拌槽内的两液相混合过程中的搅拌功率准数,为液-液萃取过程的搅拌输入功率的计算提供了依据。实验表明,搅拌功率准数的大小不仅与搅拌器的类型有关,而且与搅拌槽的结构有关,在方形槽内装置挡板,搅拌功率准数显著加大,从而可改善萃取过程的传质效果。     

KR铁水脱硫搅拌功率和力矩的计算

本文从力学和流体力学分析导出了KR机械搅拌功率和搅拌力矩公式。矩形搅拌器的搅拌功率N=C((γω~3h)/(400g))(R~4-r~4),搅拌力矩M=C×0.000285341γn~2h(R~4-r~4)。三角形搅拌器的搅拌功率N=C((γω~3cotβ)/(2000g))(R~5-5Rr~4 4r~5),搅拌力矩M=C×0.000057068γn~2cotβ(R~5-5Rr~4 4r~5)。在实机上获得的实际功率与按公式计算的理论功率之比求得阻力系数C=0.100～0.250。C值随温度而变化,在铁水温度≥1300℃条件下,设计可选择阻力系数C=0.150～0.200。列出了KR机械搅拌脱硫装置的搅拌功率和力矩计算的实例。最后讨论了今后KR机械搅拌脱硫装置的设计问题。     

超声搅拌和气体搅拌去除夹杂物

 通过水模型实验，对同一容器内相同比搅拌功率条件下，超声搅拌和气体搅拌对去除夹杂物的影响进行了对比研究。结果表明：超声搅拌的空化作用可产生的大量小气泡增大了吸附面积，延长了气泡的上浮时间，有利于夹杂物的去除，可以充分发挥容器器壁粘附夹杂物的作用，保护液体不受外界污染；气体搅拌时，夹杂物去除速率快、效率高。两种搅拌方式去除夹杂物的效率均随比搅拌功率的提高而增大，但比搅拌功率对气体搅拌的影响更加显著。     

KR搅拌脱硫工艺的动力学研究

通过对搅拌罐液面、搅拌罐内液体微元及搅拌头功率进行分析,研究了搅拌头转速、搅拌桨直径的合理范围和搅拌桨的转速与搅拌桨直径之间的关系。结果表明:由于搅拌罐液面上升高度的限制,搅拌头转速上限值为127r/min;搅拌罐直径应低于搅拌桨直径的3倍;功率一定时,搅拌桨直径的5次方与搅拌桨转速的3次方的乘积为定值。     

冶金湿法搅拌槽功率计算方法

冶金湿法冶炼项目在搅拌槽设计时,经常会遇到电机功率的计算,由于搅拌介质参数较难获得,搅拌槽电机功率计算较为困难,本文从改、扩建项目中探讨搅拌槽电机功率的计算方法,介绍一种新的设计计算理念和方法。     

加压釜搅拌槽气液两相流动的数值模拟

利用计算流体力学(CFD)软件Fluent,对某冶炼厂现有搅拌器和优化后搅拌器搅拌槽内的气液两相流动和混合进行了数值模拟,对比了两种搅拌器搅拌槽内的速度分布、局部气含率和搅拌功率。计算结果表明,优化后的搅拌器搅拌混合效果和气体分散优于现有搅拌器,且搅拌功率基本不变。     

钢的半固态电磁搅拌力场与组织转变

利用自制的高熔点半固态电磁搅拌装置对60Si2Mn钢半固态电磁搅拌力场及它对组织转变的影响进行了理论分析和实验研究。结果表明：电磁搅拌功率和频率直接影响电磁搅拌力，进而对金属熔体的流动形态有明显的影响。在一定频率范围内，搅拌功率加大，搅拌力随之增加；当搅拌功率达到一定值时(5kW)，继续加大搅拌功率将导致搅拌装置发热并恶化60Si2Mn钢半固态组织的转变效果。适宜的频率范围为20～50Hz。如果频率太高，屏蔽和钢熔体粘滞效应增大，将导致搅拌力下降；频率太低，涡漩电流减小，同样导致搅拌力下降。电磁搅拌力作用下的金属熔体流动形态由一个集中的大漩涡和较多的小漩涡构成。这种流动形态在宏观上可促使钢液的温度场和浓度场均匀化；微观上增加局部紊流密度。促使枝晶组织向球状组织转变。     

KR法脱硫站机械搅拌设备搅拌轴受力分析及校核计算

对KR法脱硫站机械搅拌设备中搅拌轴进行受力分析,并提出了搅拌功率、搅拌轴强度与刚度、搅拌轴临界转速等校核计算方法。此方法已应用于实际生产中。     

桨式搅拌器的功率计算

搅拌设备的设计除应保证工艺要求外,以最小功率消耗达到搅拌目的亦是设计目标之一,本文就桨式搅拌器在不同桨叶倾斜角度工况下的功率进行计算,可以作为搅拌设备结构设计的参考依据。     

含金废液脱氰过程固—液搅拌的数值模拟

为提高含金废液在搅拌槽内脱氰过程的搅拌效果,针对脱氰过程的搅拌槽内流场及固—液分散进行数值模拟研究。模拟实验采用多重参考系法和欧拉双流体模型,考察转速、偏心率对脱氰过程的槽内速度场、流场流型、固含率分布以及搅拌功率的影响。结果表明:偏心搅拌能够明显改善对称的速度场和流型,当偏心率e=0.2时流场状态最佳;当e0.2时,近壁侧上、下循环涡向桨叶区靠近,远壁侧桨叶上方则出现较大尺度的弱湍动循环涡,不利于混合;e在0~0.2范围内有利于脱氰药剂的分散,过大的偏心程度反而会使脱氰剂堆积在近壁侧挡板处。当转速从100 r/min增大至1 200 r/min,功率增速越来越快,两相搅拌功率比单相搅拌功率高8.8%;偏心搅拌具有节能功效,当e从0增大至0.43时,搅拌功率降低3.9%。     

典型搅拌桨的固液双相流仿真研究

以典型四折叶搅拌桨为研究对象,运用CFD技术进行搅拌槽的固液双相流仿真计算。通过仿真,可观察固液两相的瞬时混合情况,仿真结果显示,搅拌流场的稳态流型与文献一致,搅拌桨功率的仿真计算值与传统公式计算值相差很小,表明运用CFD技术对搅拌槽进行模拟仿真并计算搅拌功率的方法正确可靠。     

搅拌桨结构参数对混合效率的影响

混合效率是评价搅拌桨性能高低的一个重要指标,可以综合反映功率消耗与混合时间的影响。文章采用钨清液萃取搅拌槽作为模型,运用计算流体力学CFD软件FLUENT模拟了双层双叶片搅拌桨在搅拌桶内的混合过程,分析了桨叶直径、叶片角度、层距、下桨叶离搅拌桶底部距离四个结构参数对搅拌功率、混合时间以及混合效率三个指标的影响,计算结果表明桨叶直径对三个指标的影响最大,其次是桨叶角度,下桨叶离搅拌桶底部的距离对三个指标影响最小,故在设计搅拌桨时应该首先考虑桨叶直径和叶片角度。     

高固含固液搅拌槽内颗粒悬浮与混合特性

对高固含体系下Intermig桨搅拌槽内的桨叶搅拌性能以及颗粒的混合与悬浮特性进行实验研究.采用光导纤维技术对不同桨径、搅拌转速和桨叶离底距离下搅拌槽内底部以及轴向颗粒密度进行测量，同时对临界悬浮转速和搅拌功率进行测定.实验结果表明:对高固含液-固搅拌体系，所采用的Intermig搅拌桨具有很好的轴向混合特性，该桨适合在较大的桨径和较低的桨叶离底距离下应用，可在促进颗粒悬浮与均匀分布的同时，大大降低功率消耗.通过对实验结果的分析和拟合得出底部均匀度与搅拌槽内弗劳德数有关，Q=0.58Fr-0.35，Intermig搅拌桨功率准数在0.2~0.3之间，且与雷诺数关系为N_P=2.1Re-0.2.      

半圆管挡板搅拌槽内的固液悬浮

为了提高固液悬浮性能,设计了一种半圆管挡板搅拌槽。采用数值模拟和试验测试相结合的方法,研究了半圆管挡板Rushton桨搅拌槽内石英砂—水的混合特性,分析了固液悬浮特征、固相浓度分布和功率消耗情况,并与标准平直挡板搅拌槽内的悬浮性能进行了对比。结果表明,同一搅拌转速时,半圆管挡板能改善悬浮性能,低固含率(5%)时效果更好。整体而言,半圆管挡板搅拌时石英砂的浓度分布比标准平直挡板搅拌时均匀,而且功率准数低13%左右,节能效应明显。研究结果为半圆管挡板的工业应用奠定了基础。     

无隔板稀土萃取槽中搅拌桨安装深度优化研究

以200L无隔板式前室萃取槽为模型,运用流体动力学Fluent软件,以原始搅拌桨离混合室底部的距离(安装深度)b=60mm为基础,以5mm为间隔,对稀土混合室内的料液与P507的混合搅拌过程进行模拟仿真。以抽吸负压值、抽吸流速和搅拌功率数值等参数为评价依据,通过对不同搅拌桨安装深度的模拟分析,得到其对搅拌桨抽吸性能的影响,从而确定了搅拌桨的优化安装位置b=50mm,为搅拌桨的现场调试安装提供了理论指导。经过模拟分析,在安装深度为50mm时,抽吸负压值为-140.2Pa,抽吸流速为1.25m/s,搅拌功率为105.68 W。模拟分析结论在工厂得到了成功应用,同时也验证了模拟分析结论与现场试验结果的一致性。     

基于计算流体动力学的搅拌浆液箱的结构优化

用计算流体动力学(CFD)软件对烟气脱硫过程中浆液箱内固-液两相流的流场进行数值模拟。分析了不同桨型对流场分布的影响和功率消耗,考察了挡板对固液悬浮的影响。模拟结果表明:从流场分布和功率消耗来看,三斜叶开启涡轮桨的搅拌效果较好;全挡板条件下,搅拌槽内固体体积分数分布均匀。本研究结果可为搅拌浆液箱的工程应用提供参考依据。     

钨矿强化碱煮搅拌釜的放大设计研究

以钨矿机械活化碱煮搅拌釜试验模型为对象,建立了几何相似放大的搅拌釜模型,并基于Fluent软件对模型进行模拟分析。结果表明,放大的搅拌釜在顶部两端区域易形成流动死区,不利于固液混合。优化该放大模型的搅拌釜结构和搅拌桨安装方式后能避免产生流动死区。改变搅拌釜模型的容积和搅拌桨转速,对比分析优化前后搅拌釜内流体的混合特性和搅拌功率,建立了混合特性评价体系,同等条件下,优化后的搅拌釜能缩短混合时间,提高混合效率。     

湿法冶金中的搅拌方法

为达到同一搅拌目的,伸入式搅拌器比空气搅拌和泵循环的电耗低,清槽好,省时间,操作和维修简便。文中介绍了搅拌器的安装、功率选择、操作方法和对比数据。     

超声波钢包精炼水模实验研究

以某钢厂180t钢包为原型,进行超声波改善钢包熔池搅拌效果的水力学模型实验,研究超声波功率和声源位置等对均混时间的影响。实验结果表明:与底吹氩气搅拌相比,超声波可明显缩短均混时间;随着功率的增大均混时间减少;同一高度下,位置变化对均混时间影响不大,液面下150mm的搅拌效果优于液面下300mm的。     

超声波钢包精炼水模实验研究

以某钢厂180t钢包为原型,进行超声波改善钢包熔池搅拌效果的水力学模型实验,研究超声波功率和声源位置等对均混时间的影响。实验结果表明：与底吹氩气搅拌相比,超声波可明显缩短均混时间;随着功率的增大均混时间减少;同一高度下,位置变化对均混时间影响不大,液面下150mm的搅拌效果优于液面下300mm的。