基于CFD的1-4升結(jié)晶攪拌反應(yīng)釜流場(chǎng)分析及改進(jìn).pdf

1、在結(jié)晶過程中，夾套式反應(yīng)釜是常用的反應(yīng)容器。反應(yīng)釜內(nèi)的流場(chǎng)分布作為評(píng)判混合效果的重要標(biāo)準(zhǔn)，是化工領(lǐng)域的一個(gè)重要研究?jī)?nèi)容。因?yàn)榻Y(jié)晶反應(yīng)釜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在反應(yīng)過程中有攪拌不足，混合不均勻和攪拌死區(qū)等明顯缺點(diǎn)。使用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法很難得到較好的結(jié)果，而且耗時(shí)耗力，所以有待于發(fā)展先進(jìn)的計(jì)算流體力學(xué)方法來克服這些缺陷。
　　本研究采用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)的方法對(duì)1L結(jié)晶攪拌反應(yīng)釜進(jìn)行流場(chǎng)分析，利用一種CFD軟件—FLUENT模擬分析單層渦

2、輪式攪拌槳對(duì)攪拌釜內(nèi)流場(chǎng)分布的影響。使用標(biāo)準(zhǔn)k湍流模型對(duì)攪拌水溶液的單相流場(chǎng)進(jìn)行三維仿真模擬，仿真結(jié)果表明模擬流場(chǎng)與實(shí)際流場(chǎng)分布相符，可以看出對(duì)1L結(jié)晶反應(yīng)釜的中下部能達(dá)到混合均勻，然而反應(yīng)釜的中上部流場(chǎng)分布不均勻。為此，提出采用兩層攪拌槳的方式解決反應(yīng)釜上下速度不均勻的問題，仿真結(jié)果表明兩層攪拌槳所產(chǎn)生的上下兩個(gè)流場(chǎng)能夠較好地連接起來，攪拌效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的單漿方式。但是無論使用單層攪拌槳還是雙層攪拌槳，在反應(yīng)釜的底部都會(huì)形成一個(gè)“攪

3、拌死區(qū)”。為了解決此問題，采用安裝擋板的設(shè)計(jì)方法來消除反應(yīng)釜底部的“攪拌死區(qū)”。首先對(duì)1L結(jié)晶反應(yīng)釜安裝了4個(gè)豎直擋板，通過仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn)安裝豎直擋板后并不能改善反應(yīng)釜的底部攪拌槳下方存在“攪拌死區(qū)”，同時(shí)還會(huì)在靠近反應(yīng)釜壁的位置形成另外的“攪拌死區(qū)”。然后，對(duì)1L結(jié)晶反應(yīng)釜安裝了4個(gè)底擋板，仿真表明，與沒有安裝擋板的反應(yīng)釜相比，安裝底擋板反應(yīng)釜底部不存在“攪拌死區(qū)”，反應(yīng)釜底部的流體的流速得到了明顯的提升，反應(yīng)釜底部中心部位形成比較明顯