大型軸流式底攪拌釜的流場(chǎng)計(jì)算.pdf

1、攪拌設(shè)備是一種量大面廣、品種繁多的機(jī)械產(chǎn)品，在諸多行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，尤其以化學(xué)工業(yè)中使用最多。隨著攪拌設(shè)備的大型化，采用底部攪拌的越來(lái)越多。攪拌槳是攪拌過(guò)程的主要換能器件，它將旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為流體的動(dòng)能，葉輪的結(jié)構(gòu)形狀和運(yùn)轉(zhuǎn)情況是決定攪拌流場(chǎng)分布和能量轉(zhuǎn)化效率的重要因素。大量的攪拌設(shè)備用于低粘物系的混合和固液懸浮操作，需要攪拌槳能以低的能耗提供高的軸向循環(huán)流量。因此非常有必要利用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法研究并開(kāi)發(fā)高效的軸流式攪拌槳。
　

2、　 由于軸流式攪拌槳的設(shè)計(jì)理論較為缺乏，本文嘗試借鑒軸流泵的奇點(diǎn)分布法的設(shè)計(jì)方法來(lái)設(shè)計(jì)軸流式攪拌槳。
　　 主要研究工作和成果包括：
　　 1、概述了軸流式轉(zhuǎn)輪的設(shè)計(jì)理論，介紹了采用奇點(diǎn)分布法計(jì)算軸流式攪拌槳型線的基本步驟。由于該方法設(shè)計(jì)過(guò)程的計(jì)算工作量大，為了方便設(shè)計(jì)，選取二次開(kāi)發(fā)工具Visual Basic語(yǔ)言對(duì)AutoCAD進(jìn)行了二次開(kāi)發(fā)，成功編制出了軸流式攪拌槳的設(shè)計(jì)程序。結(jié)合《結(jié)晶反應(yīng)釜用大型高效軸流式底攪拌

3、裝置的研制》這一課題的研究需要，對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行分析和選取，用該軟件計(jì)算出了攪拌槳葉的型線。
　　 2、利用CFD軟件FLUENT，采用多重參考系法，進(jìn)行了攪拌釜的數(shù)值模擬，分析了流場(chǎng)的宏觀規(guī)律、速度特性、剪切-循環(huán)特性。得出結(jié)論：該攪拌槳主要產(chǎn)生軸向流，循環(huán)能力強(qiáng)，剪切作用小，屬于高效軸流式葉輪。
　　 3、通過(guò)改變攪拌槳的設(shè)計(jì)參數(shù)，分組進(jìn)行CFD數(shù)值模擬，對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析后發(fā)現(xiàn)：(1)速度的改變對(duì)攪拌流場(chǎng)分布

4、影響不大，攪拌流場(chǎng)的絕對(duì)速度和轉(zhuǎn)速成正相關(guān)關(guān)系，因此可以通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速獲得需要的流速；(2)隨著攪拌半徑的增加，流量和功率曲線大體上是呈增加趨勢(shì)，但是從循環(huán)-剪切性能看，剪切性能在增加，說(shuō)明犧牲在剪切作用上的功率增加；(3)當(dāng)安放角減小時(shí)，軸向速度減小，流體流動(dòng)性差，不利于物料的充分混合；從循環(huán).剪切性能看，加大安放角對(duì)循環(huán)性能的提高又是不利的，所以本文采用奇點(diǎn)分布法設(shè)計(jì)時(shí)選取的安放角是大致合理的；(4)離底高度對(duì)循環(huán)流量和功率的影響不明