攪拌機(jī)械內(nèi)固液兩相流混合的數(shù)值模擬研究.pdf

1、攪拌機(jī)械在國(guó)民生產(chǎn)的各個(gè)部門中應(yīng)用得很廣泛，它能夠?qū)煞N或多種不同的介質(zhì)在彼此之間相互分散，從而達(dá)到均勻混合；或者加速傳熱和傳質(zhì)過(guò)程。針對(duì)于攪拌機(jī)械的多相流體力學(xué)研究是重要的課題。本論文運(yùn)用GAMBIT前處理軟件對(duì)攪拌機(jī)內(nèi)部空間建立三維實(shí)體模型，并進(jìn)行網(wǎng)格劃分，采用FLUENT軟件進(jìn)行模擬計(jì)算，得出攪拌機(jī)的葉片浸入深度、葉片結(jié)構(gòu)尺寸（長(zhǎng)度）和葉片轉(zhuǎn)速變化對(duì)攪拌器內(nèi)部流場(chǎng)和固相顆粒濃度分布的影響因素，從而找到流動(dòng)規(guī)律和最佳的攪拌參數(shù)。經(jīng)過(guò)

2、研究得到如下結(jié)論：
　　(1)針對(duì)旋轉(zhuǎn)軸位于攪拌罐中心的攪拌機(jī)，在葉片下方，攪拌罐的中心區(qū)域，由于該區(qū)域的徑向放行速度比較小，所以該區(qū)域混合效果較差，混合不流暢。攪拌葉片距離水平液面的深度（或離底高度）對(duì)固體顆粒體積濃度擴(kuò)散具有很重要的影響，所以需要恰當(dāng)?shù)倪x取攪拌葉片的浸入深度，達(dá)到速度均勻分布的目的。在攪拌時(shí)間一致的前提下，建議選取M/D≈0.5～0.6時(shí)，這樣會(huì)得到最佳流場(chǎng)形態(tài)和混合效果。
　　(2)伴隨著葉片長(zhǎng)度的不斷

3、增加，攪拌罐內(nèi)液體流動(dòng)變的越來(lái)越劇烈，流場(chǎng)很不穩(wěn)定，葉片越長(zhǎng)攪拌罐內(nèi)部液體獲得的圓周速度越大，致使液面渦深增大，當(dāng)液面最高處超過(guò)攪拌罐出口邊緣時(shí)，液體溢流到攪拌罐外側(cè)。所以，選取正確的葉片長(zhǎng)度，對(duì)攪拌罐內(nèi)部介質(zhì)流場(chǎng)流動(dòng)的特性具有重要的作用。綜合考慮運(yùn)行效果和經(jīng)濟(jì)性，當(dāng)葉片長(zhǎng)度與攪拌機(jī)內(nèi)徑比L/D=0.6～0.65附近，效果較好。
　　(3)渦深隨葉片轉(zhuǎn)速增加而增大，葉片轉(zhuǎn)速與渦深基本為直線關(guān)系。針對(duì)旋轉(zhuǎn)軸位于攪拌罐中心的攪拌機(jī)，在