断螺带桨流动与混合的数值模拟
中高粘流体的混合广泛存在于化工、制药、生物化工和食品生产过程中,然而实现高效地混合一直是存在的难题.对搅拌桨叶片的形状和几何因素进行改进,可以强化中高粘流体的流动和混合,得到高效的搅拌反应器.本研究提出一种由螺带桨截断调整得到的断螺带桨,考察了其在层流和过渡流域的流动混合特性,改进了其几何结构.通过将PIV实验流场与CFD模拟结果对比发现,SST k-(o)模型能够较准确地模拟螺带桨的流场,用于几何结构改进的CFD模拟.研究结果表明,外叶片倾斜角度是影响功率准数和平均轴向流量的主要因素,随其增大,搅拌桨轴向循环能力增强,但能量耗散增大;内叶片倾斜角度主要影响内叶片附近的流动;层间距对轴向流的连接起到显著作用.相对于双螺带桨,断螺带桨对搅拌槽中心区域的流动和剪切明显改善,单位体积混合能降低了33.5％,明显提高了混合效率.
高粘体系 搅拌桨 流动混合特性 几何结构 流场特性
李娜 王嘉骏 陈苗娜 顾雪萍 冯连芳
浙江大学化学工程与生物工程学院,化学工程联合国家重点实验室,杭州 310027
国内会议
北京
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2015-10-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）