搅拌反应器桨叶水力设计与气液两相混合特性研究

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:WANGYUEWANG
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
搅拌反应设备广泛应用于化工、生物、冶金等行业,桨叶作为搅拌反应设备的核心部件,其叶型结构对搅拌介质的分散、混合及其反应速率影响显著。本文以3m~3立式搅拌反应器为研究对象,以气液两相流为搅拌介质,采用理论分析和数值模拟结合的方法研究搅拌反应器桨叶水力设计与气液两相混合特性。为了获得性能较优的推进式桨叶,首先,对横截面系数k_i进行优化,然后选用不同螺旋角γ和展开面形状设计了恒螺旋对称桨叶(DC-450-32)、变螺旋对称桨叶(DC-450-γ)、恒螺旋非对称桨叶(FDC-450-32)、变螺旋非对称桨叶(FDC-450-γ)四种推进式桨叶,并对四种桨叶的危险断面进行校核验证以保证其叶片强度。采用RNG k-ε湍流模型和VOF多相流模型对四种推进式搅拌反应器内部流场进行了数值模拟,对比了不同转速及不同桨叶几何参数下搅拌反应器性能和气液混合速率,从而得到四种推进式桨叶中的最优性能桨叶为变螺旋非对称桨叶(FDC-450-γ),并研究该搅拌反应器的桨叶安装高度对搅拌反应器颞部流场的影响,选择最优桨叶安装高度。同时,由于设备大型化趋势,多层搅拌反应器应用越来越广泛,因此,选择合适的桨叶组合对提高搅拌反应器的混合性能有重要的意义。本文选用最优变螺旋非对称桨叶(FDC-450-γ)为底层桨叶,上层分别选用推进式桨叶、4斜叶开启涡轮(45°)、4斜叶圆盘涡轮、4弯叶涡轮桨叶得到四种不同组合的搅拌反应器,研究不同组合桨的搅拌反应器内部流场分布规律,得到了具有最优性能的组合搅拌桨叶。研究表明:桨叶的功率和轴向力随着转速的增大而逐渐增大;当转速为400r/min时,比较四种桨叶,变螺旋对称桨叶(DC-450-γ)的功率和轴向力最大,恒螺旋非对称桨叶(FDC-450-32)的功率和轴向力最小,功率和轴向力的最大差异分别为45.4%和6.9%;变螺旋非对称桨叶(FDC-450-γ)的径向速度分布最为均匀,其混合速率最大,混合时间最短,所以变螺旋非对称桨叶(FDC-450-γ)的搅拌性能最优;桨叶安装高度350mm为最优安装高度,此时桨叶对搅拌反应器内部气体的分散效果好,混合速率最快为24s;当安装高度为450mm时,混合速率为33s。下层推进式桨叶+上层4斜叶开启涡轮(45°)的组合搅拌桨叶速度分布较好,混合时间仅为18s,且能耗低,为最优搅拌反应器组合桨叶;下层推进式桨叶+上层4弯叶涡轮的组合桨叶的搅拌混合时间最长,混合时间为21s。本文通过水力设计和数值分析,揭示了桨叶设计参数对搅拌反应器内部搅拌混合性能的影响规律,得到最优性能的推进式桨叶,可显著提高搅拌反应器内气液混合速率和搅拌性能。在此基础上,研究了双层组合桨叶对搅拌反应器内搅拌混合性能的影响规律,为搅拌反应器桨叶设计和优化提供理论依据。
其他文献
[目 的]乳腺癌是中国女性发病率最高的癌症。随着乳腺癌筛查的普及以及医学影像学的进步,临床上发现了越来越多的早期乳腺癌(early breast cancer,EBC)患者,目前以手术为主,
当今社会从近代的网络时代进入信息时代,科技在不断蓬勃发展,技术的也是日益成熟,供应商的选择和评价已经成为当今社会获取竞争力的关键部分。在当今的社会生产过程中企业如果能直观而简明的解决对供应商的选择和评价过程中的面临的困难,和满足条件的供应商进行更加深入的实现多赢的合作关系,增强企业和合作方企业双方的社会竞争力,有着非常重要的战略意义。本文章在借鉴和学习前人理论和研究的基础之上,来设计如何选择优秀的
近年来,历史书写的"泛娱乐化"现象愈演愈烈,集中表征为历史人物的"恶搞化""偶像化",历史史实的"三俗化""颠倒化"以及历史情节的"碎片化""失真化"。从生成语境来看,这与个体原
糖尿病是内分泌失调引起的高血糖为主要特征的慢性疾病。随着社会发展,人民生活水平不断的提高糖尿病如今已经成为危及人们身体健康杀手之一。目前,尚无根治糖尿病的特效药,现在的药物主要作用是控制患者血糖升高,长期服用会形成药物依赖,对身体造成伤害。茄子是餐桌上常见食材,茄子中含有多种黄酮、花青素、生物碱等物质,具有一定的降血糖作用。本文以紫黑色茄皮为原料,研究茄皮提取物的成分、及降血糖作用,并制备适合糖尿
目的了解生酮饮食疗法在世界各地的开展情况,关注生酮饮食疗法的最新国际前沿进展,探索生酮饮食疗法在临床应用的新领域和新模式。方法通过检索1900年至今全球生酮饮食疗法相
目的促使NIH雌性小鼠的动情期同步出现,同时避免其与雄性小鼠交配后受孕。方法用左炔诺孕酮炔雌醚片灌胃,并以已烯雌酚作为对照药,比较雌性小鼠动情期同步出现的几率,寻找出
近年来,我国高速铁路建设中大量采用“以桥代路”模式,而连续梁桥已成为高速铁路线上最常用的桥型。为了保证连续梁桥在地震作用下的安全性,科研工作者们对其抗震性能、减隔
随着5G移动通信和人工智能技术的兴起,智能家居迎来新的发展机遇。国内外的各大企业如微软、苹果、谷歌、小米等,纷纷聚焦智能家居领域,抢占物联网时代的新赛道。智能楼宇和家居作为物联网技术进入日常生活的重要入口,也引起了学术界和工业界广泛的关注。本文基于KNX总线技术,从家居生活及办公场景的需求入手,将科学创新与人文关怀统一起来,针对不同的应用场景,设计满足不同场所和人群的全数字分布式控制系统。全数字分
语文课程标准将口语交际定位于语文中独立的版块,对口语交际总的要求是:具有日常口语交际的基本能力,在各种交际活动中,学会倾听,表达与交流,初步学会文明地进行人际沟通和社
会议
农家书屋作为新时代农村精神文明建设的项目,是为满足农民的文化需要,在行政村建立的、农民自己管理的,能够提供实用的书报刊和音像电子产品及阅读视听条件的公益性文化服务