多層槳攪拌釜內(nèi)氣含率特性的實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值模擬.pdf

1、氣-液攪拌反應(yīng)器廣泛用于生物化工、污水處理、石油化工、制藥、食品工業(yè)等過程工業(yè)中。目前對(duì)氣-液攪拌釜的研究主要集中在宏觀特性的實(shí)驗(yàn)研究以及單層或雙層槳攪拌釜的數(shù)值模擬上，對(duì)多層槳攪拌釜內(nèi)氣體局部特性的實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值模擬較少。
　　本文，首先采用雙電導(dǎo)電極探針法對(duì)三層組合槳(HEDT+2WHD)攪拌釜內(nèi)的氣泡尺寸和局部氣含率進(jìn)行了測(cè)量，得到攪拌釜內(nèi)局部氣含率及氣泡尺寸分布，并考察了操作條件對(duì)氣泡局部特性的影響。攪拌釜內(nèi)局部氣含率在軸

2、向方向上呈現(xiàn)“雙峰”分布趨勢(shì)，氣泡尺寸分布不均勻，在槳葉區(qū)氣泡尺寸較小，在頂層槳下方釜壁附近出現(xiàn)一峰值。隨著通氣量的增加，局部氣含率和氣泡均有所增大，但攪拌轉(zhuǎn)速的增大，局部氣含率與氣泡尺寸的變化有所差異，氣含率繼續(xù)呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，但氣泡尺寸有所下降。
　　其次，采用CFD方法將Euler-Euler雙流體模型與包含氣泡破碎與聚并的群體平衡模型(PBM)相結(jié)合，對(duì)雙層渦輪槳?dú)?液攪拌釜內(nèi)的局部氣液參數(shù)進(jìn)行了數(shù)值模擬，模擬結(jié)果與文獻(xiàn)實(shí)

3、驗(yàn)值吻合較好。研究比較了三種不同湍流模型對(duì)攪拌釜內(nèi)氣含率特性的影響，結(jié)果表明:對(duì)于局部氣含率，標(biāo)準(zhǔn)k-ε和RNGk-ε模型在槳葉區(qū)的預(yù)測(cè)值偏大，而Realizablek-ε模型預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值符合較好;對(duì)于氣泡尺寸，Realizablek-ε模型預(yù)測(cè)與實(shí)驗(yàn)值最為接近。此工作為數(shù)值模擬時(shí)獲取攪拌釜內(nèi)更加準(zhǔn)確的氣泡參數(shù)，對(duì)湍流模型的選取提供一定的依據(jù)。
　　最后，在實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了建模、網(wǎng)格劃分以及數(shù)值模擬。獲取