漿液池葉輪式攪拌器設(shè)計、數(shù)值模擬及PIV實驗研究.pdf

1、攪拌器又稱攪拌槳或攪拌葉輪，它是機(jī)械攪拌設(shè)備的關(guān)鍵部件，它廣泛的應(yīng)用于化工、食品、醫(yī)藥、發(fā)酵、排污等各種行業(yè)，攪拌器的操作涉及到流體的流動、傳質(zhì)和傳熱等各個物理和化學(xué)的過程。其中固一液兩相攪拌操作是最常見的操作，對固一液懸浮漿液池中的固液兩相流場進(jìn)行研究，進(jìn)而討論固體濃度對漿液池內(nèi)液相流場的影響規(guī)律，是固一液攪拌研究工作的重要組成部分。目前對其雖然己有許多的實驗和理論研究，但有關(guān)的理論及設(shè)計方法仍不完善。近年來，利用計算流體力學(xué)(CIF

2、D)的方法研究攪拌設(shè)備內(nèi)的流動和混合特性逐漸發(fā)展起來。CFD技術(shù)以其卓越的優(yōu)勢，對未來攪拌設(shè)備的研究、開發(fā)與設(shè)計所產(chǎn)生了不可估量影響。 本文將對某一特定要求下的漿液池設(shè)計攪拌器，使之達(dá)到攪拌的要求。同時運用計算流體力學(xué)(CFD)軟件對漿液池中固一液兩相流的流場、濃度場進(jìn)行模擬，并通過實驗來分析槽內(nèi)的流場，以與模擬作比較，從而指導(dǎo)槳葉的設(shè)計。 本文的主要工作及研究成果包括： 1.通過整理和總結(jié)出攪拌器轉(zhuǎn)輪設(shè)計理論，

3、對攪拌器進(jìn)行設(shè)計。 2.利用Pro/ENGINEER軟件對攪拌器葉輪進(jìn)行三維造型；應(yīng)用Gambit網(wǎng)格劃分軟件對攪拌流場進(jìn)行非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分，同時用Tgrid軟件對.mesh文件進(jìn)行合并。 3.對安裝單層一雙層的攪拌流場、濃度場以及臨界轉(zhuǎn)速進(jìn)行了數(shù)值模擬，并考核其攪拌的功率系數(shù)，以證明攪拌器設(shè)計的合理性。 4.對攪拌槽內(nèi)的流場進(jìn)行實驗研究，運用粒子成像測速儀(PIV)測試漿液池中的液體速度，并把實驗所得到的數(shù)據(jù)和模