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《江西理工大学》 2018年
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钕铁硼酸溶导流筒搅拌槽三维流场与混合过程的研究分析

王亮  
【摘要】:搅拌混合装置普遍用在医药、废料回收等许多工业领域。当前很多学者通过数值计算对流体流动混合特征进行研究。本文利用数值计算方法,并采用标准k-ε模型以及多重参考系法对钕铁硼酸溶搅拌槽内流体混合特性模拟分析,以提高搅拌槽的混合性能为评价指标,对其结构参数优化。主要结果如下:(1)利用数值计算对10m~3搅拌槽内有无导流筒的流体流动特征分析,轴流桨配合导流筒加强了搅拌槽内上下部分流体流动,流体在导流筒内集中剧烈混合,确定了搅拌槽内流体的轴向循环流动规律,改善了无导流筒搅拌槽中桨叶附近的流体“跟转”现象。(2)以桨叶直径、叶片角度、导流筒高度、桨叶离底距离作为研究变量,对不同结构参数的单层导流筒搅拌槽内流场以及功率消耗对比分析,得到合理的结构参数有助于改善搅拌槽内部流场情况和降低搅拌功率。对单/双层桨叶的导流筒搅拌槽内流场进行比较,双层桨导流筒搅拌槽功率消耗有所增加,但是流场分布较好,流体的有效混合体积增加。(3)以流场模拟为基础,在各单一变量下,利用示踪剂法对不同结构参数的单层桨导流筒搅拌槽混合过程进行数值模拟,观察示踪剂在搅拌槽内的扩散,设置监测点得到混合时间,进而求得单位体积混合能。将混合时间和单位体积混合能作为评价指标,对搅拌槽的结构优化,通过对改进后搅拌槽数值计算与未改变之前的搅拌槽进行对比分析,结果表明合适的结构参数能够减少混合时间,降低单位体积混合能,提高整体混合效果以及降低能耗。
【学位授予单位】:江西理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TQ027.1

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