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1、氣液攪拌反應(yīng)器中,流場(chǎng)的不穩(wěn)定性波動(dòng)造成攪拌槳上流體力的不對(duì)稱,同時(shí)氣體的直接沖擊還可致使攪拌軸發(fā)生振動(dòng),這些都會(huì)導(dǎo)致攪拌槳軸發(fā)生偏擺。偏擺的攪拌槳軸反作用于流場(chǎng),加劇了流體力的不對(duì)稱性,進(jìn)而激發(fā)攪拌槳軸發(fā)生更大的側(cè)向擺動(dòng),這種相互作用稱為流固耦合(FSI,Fluid-Structure Interaction)。流固耦合作用將導(dǎo)致攪拌軸端部承受交變的彎矩和扭矩,極易導(dǎo)致攪拌軸疲勞失效。
本文利用高精度力矩傳感器,對(duì)一系列典型
2、的軸向流和徑向流攪拌槳在不同轉(zhuǎn)速和通氣量下攪拌軸端部彎矩和扭矩信息進(jìn)行采集,研究了通氣量和轉(zhuǎn)速對(duì)氣液攪拌反應(yīng)器內(nèi)流固耦合作用的影響,主要包括通氣量和轉(zhuǎn)速對(duì)攪拌槳扭矩幅值平均值、扭矩幅值分布、彎矩幅值平均值、彎矩幅值分布、彎矩波動(dòng)特性、彎矩頻率特性和聯(lián)合力矩等參數(shù)的影響。軸流槳型包括上提和下壓操作的PBT槳,徑流槳?jiǎng)t為四種葉片曲率不同的圓盤式渦輪槳(RT、CD、HEDT及PDT)。
研究結(jié)果表明,軸流槳和徑流槳的彎矩幅值均符合W
3、eibull分布,扭矩幅值則隨通氣量增大呈現(xiàn)由接近正態(tài)分布向典型雙峰分布過渡的趨勢(shì)。扭矩和彎矩幅值平均值變化規(guī)律受槳型和載氣方式的影響。軸流槳中,上提操作的PBT槳的相對(duì)扭矩平均值和相對(duì)彎矩平均值都隨通氣量的增加而平滑下降,而下壓操作的PBT槳的相對(duì)扭矩平均值隨通氣量增大呈現(xiàn)緩慢下降、快速下降和緩慢上升的階段式變化并存在一個(gè)極小值,該槳相對(duì)彎矩平均值同樣呈現(xiàn)升-降-升三段式變化。四種徑流槳的相對(duì)扭矩都隨通氣量增大而整體呈下降趨勢(shì)。RT、
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