攪拌槽氣液傳質(zhì)數(shù)值模擬以及宏觀不穩(wěn)定現(xiàn)象研究.pdf

1、本文選用聚醚多元醇(PPG)作為研究介質(zhì)，采用數(shù)值模擬方法從宏觀和介觀兩個尺度對多層組合槳反應(yīng)器進入了深入研究。并且初步探究攪拌槽內(nèi)存在的一種大尺度、低頻率的宏觀不穩(wěn)定現(xiàn)象，重點考察了攪拌轉(zhuǎn)速、槳葉類型、離底高度等因素對聚醚多元醇體系宏觀不穩(wěn)定頻率的影響，為反應(yīng)器的優(yōu)化設(shè)計提供參考。
　　1.對組合槳1（下層六葉半橢圓管渦輪槳+中層四寬葉翼型上提槳+上層四寬葉翼型上提槳）和組合槳2（下層六葉半橢圓管渦輪槳+中層六斜葉圓盤渦輪槳+上

2、層六斜葉開啟式槳））攪拌釜內(nèi)液相PPG流場進行了計算流體力學(CFD)研究。結(jié)果表明，組合槳1中槳和上槳流體形成一個整體軸向循環(huán)有利于混合，組合槳2速度與湍流動能小于組合槳1。組合槳1更適用于聚醚多元醇體系的工業(yè)生產(chǎn)中。
　　2.采用群平衡模型(PBM)與CFD相耦合的方法，研究多層組合槳攪拌槽內(nèi)空氣-PPG兩相混合的氣液傳質(zhì)特性，探究不同網(wǎng)格劃分對局部氣含率、氣泡直徑大小、傳質(zhì)系數(shù)的影響，結(jié)果表明，液相宏觀流場分布受到網(wǎng)格劃分影

3、響，局部氣含率與氣泡直徑呈現(xiàn)雙峰分布，Grid2總體氣含率模擬結(jié)果與實驗結(jié)果吻合較好。說明Grid2網(wǎng)格劃分適用于聚醚多元醇-空氣體系的氣液混合，為進一步計算提供了參考。
　　3.攪拌槽內(nèi)的流體的流動是非穩(wěn)態(tài)的，采用信號處理方法對攪拌槽內(nèi)宏觀不穩(wěn)定現(xiàn)象進行壓力信號分析，功率譜估計可以有效的分析低頻信號。結(jié)果表明，對于單層與雙層槳，宏觀不穩(wěn)定性頻率頻率主要分布在0.3-0.5Hz范圍內(nèi)。轉(zhuǎn)速增加，攪拌槽內(nèi)流體整體脈動增強，監(jiān)測點的位