桨式搅拌器安装高度对搅拌效果的数值模拟.pdf

电气与自动化
许卓,等·桨式搅拌器安裝高度对搅拌效果的数值模拟
桨式搅拌器安装高度对搅拌效果的数值模拟
许卓,赵恒文,郑建坤
(河海大学能源与电气学院,江苏南京211100)
摘要:搅拌器安装高度对搅拌效果的影响一般采用实验研究方法,运用数值模拟技术系统的
研究较少。通过 FLUENT软件系统地研究了桨式搅拌器在不同安装高度下搅拌槽内流场的湍
流强度分布、流速分布以及在不同安装高度下搅拌功率的大小。结果表明,搅拌器在合适的安
装高度下,搅拌功率随肴安装高度的增加有细徽的减小;在不合适的安装高度下,搅拌效果会
受到影响,功率会增加。
关键词:数值模拟;安装高度;攪拌功率; FLUENT
中图分类号:"TH132文献标志码:B文章编号:1671-5276(2013)02-0178-04
Numerical Simulation on the Mixing Effect of OAR Type Stirrer Installation Height
XU Zhuo, ZHAO Heng-wen, ZHENG Jian-kun
College of Energy and Electrical Engineering, Hohai University, Nanjing 211100, China
Abstract: This paper uses the exr al method o reseach on the mixin ff ct of blender installation height generally instead
of he use of the num im m o t also makes a stu of the urbulence intensiy sr uion of low field in stirred tank
vloc on an m w r t h e FENT fw s sms or O y sier at the iferent installation height
Resutlsindicatlethat,attheappropriateinstlaionheight,themiingpowerisslighlyreducedwiththeheightincrease;attheinap
propriate installation height, mixing effect is affected, but the power is increased
Key words: numerical simulation; instalation height; stirring power; FLUENT
0引言
1数值模拟
轴流式搅拌装置历史悠久,主要原理是通过搅拌器的
桨叶旋转产生高速的轴向流动,强制液体在容器内部做轴1.1CND控制方程的建立
向循环流动,从而达到减小边界层厚度、强化传质、加速传
流体在搅拌槽内是复杂的三维澔流流动,遵从质量守
热及快速均匀混合的目的们。其操作条件可控范围广,恒定律,动量守恒定律和能量守恒定律,系统遵循湍流运
可以适应多样化的生产。广泛运用于化工、生物、食品、制输方程。本文采用全三维湍流 Navier- Stokes方程(简称
药过程中。
N-S方程)平均处理结合湍流模式求解方式。根据ん-e模
在搅拌容器中,搅拌器安装位置不同会直接影响搅拌型具有更经济、更准确、使用范围更广泛等优点,本文湍流
效果。搅拌器安装位置不适合,会在搅拌器附近产生圆柱模式选用标准k-g双方程模型。
状回转区,回转区的混合性能差,混合时间长,不利于揽拌
对于不可压缩性流体?,连续方程:
过程。搅拌器在圆形搅拌罐中心直立安装时,在有挡板的
条件下,最常用的業式下层叶轮离罐底面的高度一般为桨
+div(pu)=0
径的1~1.5倍。
其中:di(pu)
a(pu)a(p)a(pu)
计算流体力学(CFD)是通过计算机数值计算和图像
显示,对包含有流体流动和热传导等相关物理现象的系统
动量方程(N-S方程)
所做的分析?。通过对流场进行数值模拟,可以实现流
场可视化,从本质上分析揽拌混合效果,从而缩短研究时
Pa()tpッyと(4)=C-如,.22
间,并能准确模拟搅拌流场?。
本文以桨式搅拌器实验装置为基础,借助流体力学教式中:ぶ=1,2,3:p为非定长项;.为对流项:;为
件 FLUENT对搅拌器不同安装高度下的搅拌槽内流场进
行数值模拟,利用实验装置模型计算在不同安装高度下槽压力梯度为扩散项;i为体积力。
内的流场结构和攬拌功率的情况,为桨式揽拌器安装高度
湍动能方程
的选择提供可靠的理论依据。
作者简介:许卓(1988-),女,河南许昌人,硕土研究生,主要研究方向为流体机械数值模拟。
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