長槳短葉片復(fù)合攪拌槳混合性能研究.pdf

1、針對長槳短葉片復(fù)合攪拌槳(LSB)，從功率消耗、混合時間和流型三個角度，研究了其在流體混合過程的性能特性。首先對攪拌槳在釜內(nèi)的功率消耗進行了測量，考察攪拌槳的結(jié)構(gòu)參數(shù)、攪拌槳的安裝高度、擋板的安裝距離和操作條件等對功率消耗的影響。研究發(fā)現(xiàn)，在相同轉(zhuǎn)速下，隨著液面高度的增大，單位體積功率消耗相應(yīng)的增大;在相同液面高度下，隨著轉(zhuǎn)速的增大，單位體積功率消耗呈指數(shù)增大。固定長槳:長槳LB-1，外環(huán)β=0°，當(dāng)H/T＜1.4，在不同轉(zhuǎn)速下短葉片對

2、于單位體積功率消耗的影響滿足以下關(guān)系:CSB＜SB-2＜SB-1;當(dāng)H/T≥1.4，短葉片對于單位體積功率消耗的影響大小為:CSB≥SB-2≥SB-1，在液面高度H/T≥1.4時，SB-1具有良好的混合性能。固定攪拌槳安裝高度，對于攪拌槳(LB-1，β=0°，SB-1)，當(dāng)ΔC=0.05時，Np最小;固定擋板安裝距離，隨著C/T增大，Np減小。
　　為了研究LSB攪拌槳的混合效率，采用平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)(PLIF)對流體在釜內(nèi)混

3、合時間進行測量，將復(fù)合槳(LB-1，β=0°，SB-1)與標準雙層渦輪槳DT進行對比;針對LSB攪拌槳考察了攪拌槳的轉(zhuǎn)速(N)、液面高度（H）、擋板的安裝距離(ΔC)對混合時間的影響。實驗結(jié)果表明，LSB適用于長徑比較大的混合設(shè)備，且相對于雙層渦輪槳具體優(yōu)越的混合性能，特別適用于中高粘度流體的混合，在低轉(zhuǎn)速下能以較低的功率消耗提供更好地混合效果;針對LSB攪拌槳實驗發(fā)現(xiàn)，在液面高度較低時（H=T），擋板的安裝距離(ΔC)對混合時間沒有明

4、顯的影響，然而隨著液面高度的增加擋板距離壁面的距離(ΔC)對混合時間的影響明顯增大;在相同液面高度下，增大擋板與壁面的距離混合時間降低。
　　針對在LSB攪拌槳的作用下，釜內(nèi)流體的流動形態(tài)，實驗主要從長槳的形狀、攪拌槽的結(jié)構(gòu)以及液面高度幾個方面進行了討論。結(jié)果表明擋板距離壁面一定的距離(ΔC=0.025T)有利于高粘度流體的混合，當(dāng)距離過大時（ΔC/T=0.1）會阻礙流體之間的混合。在H=T時新型攪拌槳在槽內(nèi)形成典型的軸流式流型，

5、隨著液面高度的增加，長槳對液體的剪切作用越強，流體在長徑比較大的攪拌槽內(nèi)形成軸徑向混合流，長槳過寬時(LB-4)，長槳的剪切力大于短葉片的作用，主流體在槽內(nèi)做切向運動;在H=1.5T時，當(dāng)C/T≈0.33-0.5槽內(nèi)流體具有良好的混合效果。
　　本文利用實驗證實了新型復(fù)合式攪拌槳，能有效適用于H/T＞1.0的條件。確定了較優(yōu)的攪拌槳形狀參數(shù):長槳，LB-2，β=0°;短葉片，SB-1;以及相應(yīng)的攪拌釜的形狀參數(shù):ΔC/T=0.05