侧进式搅拌器混合过程的CFD模拟

1、 4 154 1 0 中国环 境 科学学会 学术年会 论 文 集 (2 0 , 料可 以 避免这 一 阶段 2 . 因此混合时 间相应较短 , 。 搅拌轴偏 转角 的影响 搅拌轴垂 直偏转 角 a 二 二 。 图 9 所示 为 F 点加料 10 , 水平 偏转角 p 在 3 , “ 一 10 范围 内混合时 % 。 间的变化 。 由图可 以看 出 不 同水平 偏转角对 混 合时 间 的影 响较大 , , 相差 最 大 为 4 0 氏 随着 , 5 日的增 大先减小后增大 6 8 3 0 4 6 8 0 2 4 3 在p 5 “ 时出现最 小值 t , 因此可 以得 出在 搅拌轴垂 直偏转角一

2、定时 搅 o哎 9 2 7 0 8 2 四 s e 、 r 一 、 U n 、 卜 r L . l . r e w . P 拌槽混 合情况最佳 的水平 偏转角 p o 二 5 “ 。 o t 1 。 目 侧 的 落 e 之 一 日 旧 ,二 的 盆 e 之 旧 2 3 4 5 6 ” 7 9 10 11 6 7 8 众 9 10 “ 11 12 13 口 ( ( 图, 不 同 水平 偏转角时搅拌槽 内的混 合时间 二 0 图1 不 同垂 直偏转角 时搅拌核 内的混 合时间 一 o 所 示为 搅拌轴水平偏转角 p 图r 5 “ , o 垂直偏转 角 a 在 6 12 0 , 范 围内混合时 间

3、的变化 . 。 图 中显 示相对 于水平偏转角 p 5 o 符 氏 随a 在 6 。 , 垂直偏转角 a 对混 合时 间的影 响较小 , 6 中 的描述 相 这 与文献 , 一 12 0 范 围内的变化不 大 在 。 二 10 时 出现最小 值 相 差最大为 7 a o P , 3% 。 由此 可 以得出在均 质混 合时侧 向搅 拌器最佳 搅拌 轴偏转角为 二 o r “ , p P, 二 o 5 “ 。 五 、 结 论 . 6 本文利 用 CFD 软件 FL UE NT 3 对侧进 式搅拌器的流场特 性及混 合过 程进 行 了数 值模 拟 , 根 据研 究结果 可得到 以 下结论 1 . :

4、 此 类侧进旋桨 式搅拌器作 用下 槽内高速流 动 区 仅集中在 桨叶 区 附 近及 槽体 中心 流 域 ; 其 , . u 余大部分流域速 度较低 整 个槽体流域内流速值小于 0 l 2 . ip t 0 % 的区域 体积约 占总流域体积的 8 、 。 槽 内流体主要 形成 三 个循 环 流 整 个流域 内的上 下循 环 流 。 : 桨叶安 装高度水平 面 附近 的 。 环 向流及各搅拌桨中心 处 的回吸流 3 . 搅拌槽 内物料的混合过程 主要 由槽 内的流体流 形控 制 。 , 混 合时间 的大小 与加料点及监 测点 的位置 有关 。 在 桨叶 附近 区 域 加料 比在槽 体 中心 处

5、加 料 时所得的混合时 间短 在 槽底 部及 桨 叶 区 监测 得 到 的混 合时 间相 近 间短 。 都 比在液 面 处 监 测 的时 , 4 . 在 均质 混合时侧 向搅 拌器 搅拌轴的水平偏转角对 混合 时间的影响 远大 于 垂直 倾角 a 。 最佳 垂直 及水 平偏转 角分 别为 pt 二 10 ” , p 。 p, 二 5 “ 。 参考 文 献 1 R a n a d 仁 e V V . 如e i f . e ie n t , e o m 户 a t io t : n 滋m e d o 一 lf r o . si l u m t in g n o a w in st i e r d

6、v e ss l e s : a e s a e f R uh O s n tr o t u b n im o in e Jj . Ch e m E n g Se i 2 Mo n t a n t an ce e , 19 9 7 K C . 52 Br u e ( 24 t a . 4 73 e 4 84 . . G st i 跳e d a , o A . t l a n . Nu m e i r el a , s im t io n s o la u f t h e d e p e n de 一 n c y o e ff lo w pa t m pe l e r e e l 阶 l e :

7、 in u e r l e v e ss e d s J Che m E g Se i , 珊 . . l , 56 ( 12 : 37 5 1 i t on 37 7 0 . 3 A . Ku k 1 ko v M . e k Mo s t M . h a J o da , V . o n Ma c h CFD p Ch e 耐i e e f now a o n d ho m og n iz a i t on , in a s , i t e r d v e ss pa t r v e ss h i t w n o e e e n d t a w o i呷 l s r J l 而e a E峪

8、n e i 飞 r e d n a Te l 卿 n o h c 20 5 28 ( 20 : 第九 章 环 境保 护 相关领 域 研 究进 展 1 125 4 Mi 仁 m n 一 4 1 55 1 13 3 . 祭ho n g L em r en G e a r m e W . De r e k Wi lkin so n . e t l a . S ea l n e 叩 , st u f r e dy O , e r t t a 一 e v r u : e m 伴l e r s t i d ta i n ks e r u s in g D L . A e a su ss e ts n d

9、C FD a . si m l u i t a on J i n . Ch m E g e 50 e 1 . 2( 5 X s 10 8 (l 一 e 2 81 一 90 . 5 e W 6 K l lin h JA g er . n M 议i g O f u . s 卿 id Cyl n i i r d e o l St a r g a Ta h Sid n k w i t e t n er in s g pr o 伴l e r J 【 . n Ch a m E g S ei , 1 9 75 aus , 30 (8 : 9 7 3 一 98 1 K S u sP e n s io n Ma

10、 s ou t d ie y b CFD si e d 一 en er t in g i g a ta to 拍 J . Che m E n g p r C O 一 se es s , 19 8 4 , 18 (4 : e 23 3 一2 . 38 . 7 A sg h ar A D , d R 一4 . si m 一 on o t i la u f h i zt a m o 罗n a i . o n n i r ge a l le a e u de 0 r 11 sto r g a ta n ks J J Pe t 【 Se i E g n , 2 以科 o 3 4 e (3 j n a 5

11、 . : 15 1 16 9 s v a n 助 y凡 K er e s e Ha j 滋i K n 一 en . e t l a . CFD . an s l ys i a f t o h e x in g m i o f e ha b u o i r v a st l b a e s tr a , ti ie f i t a on n i a ey ln i - iea l t a nk w h dr i t si e d 铆 t r 诚e J U s i叱 . A SM E e 二 r P l l a f 滋d ss V 6 sl e s n pi i g D iv p u bl pV

12、p P 20 (只 , 9 4 ve 1 (l e : 14 3 一 17 0 . 9 S n aa w l to s u t 5 . Fa r ha d E M su s . Sim a n R U . eo m pu i a t on m n a y d , ie s m e d o ing a l i n d 己行朋 o n 一 e er do p P l l c im o y r t r . y d pu lp g s 一 on m i p e n si 石n g , J e t In d E n g Ch em 一 e R s , , 20 7 6 4 (7 : 2 17 2 (王

13、听 7 13 on . 2 17 9 . 10 n u R n d a C hi on 11 (都荣礼 H u a n g X io n g e 一 e n bin 一 (黄雄斌 Wa n g X in , t e L a Me a s e r u m en t f o sti 示n g p m a s n es e J f P概 o 一 n a r t d , e f s : 场 ess a , 记 g n i r g s a g hq u记 , 娜t o a , : J (侧伸式气液搅拌槽 内的搅拌功率传质性 能 【 70 9 , e w o En (过程 工 程学 报 , 2( 8 X

14、一 n bi 8 (4 : 一 11 【 z he n g 儿 a 。 es iel t dong (郑晓东 g H ua n g X io n g s r (黄雄斌 Du R g . 一 i l (都荣礼 e se . S u sp e n f s io n o es s so lid pa r . y b si e 一 e n t er i n 娜t o a 一 (侧伸式搅拌槽 固液悬 浮性能 J u f Ch in f P JO c o r E嗯 (过 程工 程 学 f 3 O 一 报 , 20 9 9 (3 , : 4 17 g 4 23 一 r 12 n g Jia n Fa i f

15、 n (方键 S a i h z (桑 芝 富 , Y 缨 Qu n a 一 b即 (杨全保 二 Nu m i ea l e r . si m la u i t on D lo w , d l e n i , n n g d 卜e i s a i i g r e t 37 2( 9 X 1 3 J ve a d 【 tu r (l : 3 0 . . 一 34 . o a t (侧 进式搅 拌器 三 维流 场的数值模 拟 JJ . n e Pt h ia C a ve s se Ma c h (石 油机 械 y b a K H Ma . h m ud T Ch e m E n g n n ey z hu J M Num , er i e , l a s im u la i t : on f o 一 . t b r u . d e t n t a b e x h面 i 鸣 in la i g ta t e d R u s h to n bin e ano J 仁 JB . . o r P . e e ss 2 叉 拓 45 (2 9 u 112 14 【 s Fa e P t S e en W R . Av o id ble n d in g so n 呱 p J a Ch e Eng Pg o r e , 1 99 1 n .