攪拌槽內氣-液-固三相體系中液相湍流特性的實驗研究.pdf

1、多相流體的攪拌混合在石油化工、制藥、發(fā)酵等行業(yè)中的應用十分廣泛。深入了解攪拌槽內的流動特性對攪拌裝置及攪拌操作條件的優(yōu)化十分重要。目前已有許多學者對攪拌槽內的單相體系做了大量的研究，而多相體系研究的發(fā)展相對較晚，攪拌槽內的多相體系主要有:固-液兩相、氣-液兩相、液-液兩相和氣-液-固三相。攪拌槽內的液體流動多為湍流，湍流場的測量的方法有多種，例如:熱線（膜）風速儀、激光多普勒測速儀和粒子圖像測速儀(PIV)。PIV能同時測量攪拌槽內多個

2、點的瞬態(tài)流場，并且PIV的測量為非侵入式，不會對流場造成干擾，所以在測量流場時，PIV比其它測量技術有更大的優(yōu)勢。
　　 本文主要研究了攪拌槽內氣-液兩相和氣-液-固三相中液相的微觀流場，討論了攪拌槽內的速度場和湍流場的分布，考察了氣-液兩相中的氣含率對連續(xù)相的速度場和湍流場的影響以及氣-液-固三相中固體顆粒對連續(xù)相速度場和湍流場的影響。實驗采用PIV測量了攪拌槽內的氣-液兩相和氣-液固三相的湍流場，所用攪拌槽為方形攪拌槽，測量

3、面為近壁2mm平面。氣-液兩相實驗測量了清水單相和7個不同通氣量下的流場，最大通氣量為160L/h，對應的氣含率為5.78％。氣-液-固三相實驗測量了固-液兩相、氣含率為1.42％下的三相流場和氣含率為3.73％下的三相流場。氣含率為1.42％時三相流場中的最大顆粒濃度為1.6％，氣含率為3.73％時三相流場中的最大顆粒濃度為1.0％。
　　 實驗結果表明:氣-液兩相中，液相速度和湍流動能隨氣含率的增大而增大，液相湍流動能耗散率