大双叶片搪玻璃搅拌器的实验研究与数值模拟

【摘要】：搪玻璃搅拌反应釜由于其独特的耐腐蚀性、不粘性、绝缘性等优点以及高性价比,目前广泛应用于具有强腐蚀环境的化学反应设备上。由于反应物料的多样性以及反应过程的多变性,国内传统的搪玻璃搅拌器(桨式、叶轮式、锚式和框式)已不能完全满足新技术、新工艺的要求,开发新型搅拌器势在必行。本论文提出了大双叶片式搅拌器,并通过其与国内四种搪玻璃搅拌器的分析和比较,进行了相关的实验研究与数值模拟。 实验研究在Φ375mm的搅拌釜中进行,对大双叶片式搅拌器及四种搪玻璃搅拌器的搅拌功率、混合时间及混合效率数进行研究比较,并考察粘度、转速及几何构形等因素的影响。实验研究表明,综合考虑单位体积的搅拌功率和混合时间,大双叶片式搅拌器混合效率数C_4最小,混合效率最高。 数值模拟以实验的搅拌器为对象,通过计算流体力学(CFD)软件建立大双叶片式搅拌器及四种搪玻璃搅拌器的流体力学模型来研究所产生的流型,结合实验研究结果,对5种搅拌器的流场和速度场进行了分析和比较。模拟结果表明,从流场和速度场来看,搅拌性能最好的是大双叶片式搅拌器。