分離混合集成型固-液攪拌器流場模擬仿真及結構優(yōu)化設計.pdf

1、攪拌器具有良好的混合功能，廣泛應用于流程工業(yè)，屬于最常用的化工操作單元之一，但均不同時具備分離混合雙重功能。本文以國家基金項目“軟性磨粒流的湍流調控與結構化表面無工具精密加工工藝”（50875242）中軟性磨粒流循環(huán)加工系統(tǒng)專用攪拌器為研究對象，提出了一種集有效分離金屬、均勻混合磨粒的專利技術（已授權），并利用CFD軟件對攪拌器流場進行了模擬仿真分析和結構優(yōu)化設計。本文研究取得的成果為建立軟性磨粒流循環(huán)加工系統(tǒng)奠定了良好的基礎。

2、　　 本文的主要研究內容和成果包括：
　　 1.建立專用攪拌器三維物理模型，應用FLUENT6.3軟件對其內流場進行了模擬仿真，得到了攪拌器內流場的壓力、速度矢量、磨粒顆粒濃度和金屬顆粒濃度分布規(guī)律；研究表明，微小體積含量的金屬顆粒對于攪拌器內部流場的影響較小，基本可以忽略。
　　 2.提出了一種集有效分離金屬、均勻混合磨粒的專利技術（已授權），通過采用高效節(jié)能的CBY翼型軸流攪拌葉輪、選用最為精確的Zwieterin

3、g臨界懸浮轉速公式和整體結構等方面的優(yōu)化設計，得到了一種性能優(yōu)良的分離混合集成型攪拌器。
　　 3.按照攪拌葉輪安裝高度C/D分別為1/6、1/5、1/4、1/3，攪拌葉輪轉速為100rpm，建立4個模型，應用FLUENT6.3軟件，對4個模型進行了數(shù)值模擬，得到了攪拌器內流場的壓力、速度矢量、磨粒顆粒濃度分布規(guī)律及不同攪拌葉輪安裝高度對流場的影響。
　　 4.按照攪拌葉輪轉速分別為50rpm、75rpm、100rpm、