新型自清洁卧式双轴差速搅拌釜的数值模拟与实验研究
(0) 搅拌设备广泛应用于食品，化工，医药等传统行业以及新能源电池，高分子功能材料等领域，虽然搅拌设备的实际应用历史悠久，但理论研究仍然存在不尽系统和完善的问题。本文针对适用于高黏度、高凝固点、强热敏性和热敏类物料的一种具有自清洁功能的卧式差速双轴搅拌釜，采用Solid Works软件对其建立三维物理模型，应用动网格技术对该卧式双轴搅拌釜进行了模拟计算研究。对釜内压强分布、三维速度场进行了解析，并进一步讨论了粘度影响。计算结果表明：不同粘度时，相对压强不再呈层状分布，分布差异较大；随着转轴的旋转，流体形成旋转流，主搅拌轴和清理轴形成的旋转流在两个转轴交叉的区域相互交融。随着粘度增加，轴向流动减弱。同时，为与理论研究进行对比，采用PIV测速技术，选择合适的示踪粒子，对可视化卧式双轴搅拌设备中的速度场进行了实验测定。实验结果表明：采用荧光示踪粒子，结合截止滤光片，能获得较清晰的图像并获得了与理论模拟计算一致性趋势较好的实验结果。本文还分析和讨论了PIV实验测试结果与数值模拟结果误差较大的几个重要影响因素。通过示踪法，结合二值化技术等现代图像处理技术，研究讨论了不同持液量、粘度、搅拌速度等条件下的混合时间计算方法，获得了卧式双轴差速搅拌设备混合时间计算公式，为该设备的工程应用设计提供了理论基础。
双轴搅拌釜 过程强化 CFD模拟 PIV
冯惠生 王强 刘叶凤 孙德章
天津大学化工学院,天津300350 四川理工学院化学工程学院,四川自贡643000
国内会议
天津
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239-243
2018-11-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）