高速分散器內(nèi)流體力學特性的數(shù)值模擬.pdf

1、高速分散器作為一種氣液傳質設備，通過轉子的高速旋轉，使液體在強大的離心力、剪切力作用下被分散成液滴、液絲，大大增加氣液相接觸面積，且其轉子結構簡單，便于清洗維護，因而具有廣闊的應用前景。本文采用Ansys Fluent軟件對高速分散器內(nèi)低粘及高粘體系的流體力學特性進行數(shù)值模擬研究，對后續(xù)傳質研究及分散器結構設計提供理論及數(shù)據(jù)支持。
　　本文所研究的高速分散器的轉子（內(nèi)徑211 mm，外徑219 mm）沿周向均勻分布180個格柵。分

2、別采用流體體積分數(shù)模型(Volume of Fluid,VOF)及歐拉多相流模型對低粘體系（空氣-水）(轉速300～1000 rpm，液相進料量1.164～3.443 m3·h-1，距離轉子外緣徑向距離0～208mm)及高粘體系（空氣-糖漿）（轉速300～1500 rpm，液相進料量0.381 m3·h-1，徑向位置0～300 mm）的流體力學特性進行二維數(shù)值模擬，重點研究空腔區(qū)域液相形態(tài)、液滴直徑及直徑分布、液相速度、液相平均停留時間

3、隨操作條件的變化趨勢及原因。結果表明，高轉速下液滴直徑變小但分布趨向于不均勻，且平均停留時間變短，即轉速對氣液相傳質的影響較為復雜;液相進料量變大時，液滴直徑略微變大且分布變得不均勻，液相平均停留時間減小，在一定程度上減弱傳質效果;距離轉子較遠時，液滴由于飛行過程中的碰撞聚并導致直徑增大，在設計分散器直徑時應考慮這一影響。同時，粘度是影響空腔區(qū)域液相形態(tài)及流場特性的關鍵因素，低粘物料被分散器轉子分散成大量液滴而高粘物料則形成連續(xù)的液絲。