磷酸陳化槽內(nèi)固-液兩相混合攪拌過程模擬計(jì)算研究.pdf

1、磷酸陳化槽是濕法磷酸生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備之一。通常情況下,如果陳化槽電機(jī)的功率不足,就容易導(dǎo)致陳化槽內(nèi)磷石膏沉積結(jié)垢,嚴(yán)重影響陳化效果;如果電機(jī)的功率過大,就會(huì)給國(guó)家的電能和企業(yè)的費(fèi)用造成浪費(fèi)。因此,選擇合適型號(hào)的電機(jī)是提高濕法磷酸工藝技術(shù)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。本課題研究的是某磷肥廠?12500×12500磷酸陳化槽裝置節(jié)能優(yōu)化問題,采用計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT對(duì)磷酸陳化槽中的三維流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬仿真,通過討論磷酸陳化槽中的操作條件與磷石膏

2、固體顆粒懸浮均勻度及攪拌功率消耗之間的關(guān)系。以求在最低的電機(jī)功率消耗情況下使得磷酸陳化槽達(dá)到最優(yōu)的陳化效果。
　　本研究主要內(nèi)容包括：第一,采用Gambit與Mixsim軟件作為前處理模塊建立了磷酸陳化槽的幾何模型與網(wǎng)格模型,并對(duì)槳葉區(qū)域進(jìn)行加密處理；第二,為了證明本研究中的網(wǎng)格質(zhì)量能夠滿足數(shù)值模擬中精度的要求。本文對(duì)六直葉開啟渦輪式攪拌器進(jìn)行了以清水為介質(zhì)的單相流PIV實(shí)驗(yàn)和CFD數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn),通過比較兩種實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,我們發(fā)現(xiàn)數(shù)

3、值模擬計(jì)算的誤差在允許范圍內(nèi)；第三,為了證明本研究中所使用的數(shù)值模擬方法是合適的,本文對(duì)文獻(xiàn)中所提供的以石英砂和水為介質(zhì)的固-液兩相流實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值模擬仿真,通過測(cè)量濃度為5％和10%的攪拌槽中的濃度分布情況發(fā)現(xiàn),數(shù)值模擬得出的攪拌槽內(nèi)濃度的分布情況與文獻(xiàn)中電導(dǎo)實(shí)驗(yàn)測(cè)量出的情況較為一致；第四,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本研究中所要使用的網(wǎng)格劃分策略和數(shù)值模擬方法能夠滿足攪拌槽內(nèi)的固-液兩相混合攪拌過程的精度要求后。本文對(duì)磷酸陳化槽內(nèi)固-液兩相混合攪