六直叶开启涡轮式搅拌器的二维数值模拟

由于搅拌过程中流场的复杂性,选用何种型号的搅拌器从而提高搅拌效率、降低能耗是搅拌设计中的关键。本文借助Fluent软件分析六直叶开启涡轮式搅拌器的桨叶直径、转速对搅拌的影响,并对比了在同一工况下平直叶圆盘涡轮式搅拌器和六直叶涡轮搅拌器的搅拌效果。     

6种常规搅拌器的剪切性能研究

不同搅拌工况下剪切性能的需求是选用搅拌器的一个重要指标,文中基于对常规的6种搅拌器流场的CFD模拟,计算了搅拌器各自的剪切性能量纲一数C_3,分析了搅拌流场中剪应力的累计概率分布及统计平均结果。二者对比发现:从宏观平均效果上看,搅拌器剪切性能满足直叶桨>斜叶桨,圆盘涡轮>开启涡轮>桨式;而剪应力极大值影响作用则是直叶圆盘涡轮>斜叶圆盘涡轮>直叶桨式>斜叶开启涡轮>直叶开启涡轮>斜叶桨式。因此,对剪切作用敏感的搅拌过程,在采用常规的搅拌器剪切性能评价的基础上,还需要充分考虑搅拌流场中剪应力极大值的影响,合理选用搅拌器。     

三相搅拌器叶片数和安装高度对搅拌效率的影响

采用Ansys CFX 12.0软件建立了涡轮式中心龙卷流型搅拌器实体模型,采用计算流体动力学方法对搅拌器内气液固三相的搅拌效果进行了数值模拟,并运用Origin将数据进行拟合,得出搅拌器内某一点的气相和固相的体积分数及速度矢量图等,重点研究了搅拌桨不同叶片数和安装高度对搅拌效果的影响。结果显示:在同一工况下,搅拌桨叶片数为22、安装高度为160mm时搅拌效果最佳。     

底入式搅拌器流场的影响因素研究

通过对硫铵结晶底入式搅拌器流场的CFD数值模拟,分析了搅拌转速、搅拌桨半径对高效轴流式搅拌器流场的影响。研究表明,搅拌转速对搅拌釜内流场的分布形式影响较小,随着转速的增加,流量和功率随之增加,近似呈线性规律分布,搅拌器内流体具有较好的循环性能;随着搅拌半径的增大,搅拌器内速度分布逐渐均匀,搅拌桨对流体的剪切性能较好。     

疏水缔合聚丙烯酰胺溶解槽内流动特性的数值模拟

将疏水缔合聚丙烯酰胺AP-P4溶解过程划分为三种混合状态(搅拌槽中刚加入聚合物颗粒、溶胀刚结束和溶解完成),并采用计算流体力学方法分别对采用二斜叶桨式搅拌器XJD和新型翼型上推式搅拌器KCXU时溶解聚合物AP-P4的三种混合状态的流动进行了数值模拟,获得了两种搅拌器槽内的流场特性和XJD、KCXU搅拌器不同状态时的循环...     

偏心双桨搅拌流场及效果分析

生产工艺中需要聚苯乙烯粒子在液相苯乙烯中均匀悬浮与混合,要求底部固相不堆积,固相浓度分布均匀。为了达到理想的搅拌效果,本文研究了双桨的偏心率及转速对搅拌混合效果的影响。以底部椭圆封头,无挡板的反应釜和双层6折叶的开启涡轮式搅拌器为研究对象,用Fluent软件对搅拌器偏心时水的搅拌流场及聚苯乙烯粒子-苯乙烯固液搅拌进行数值模拟。模拟了不同偏心率和转速对搅拌流型、聚苯乙烯粒子浓度分布及能耗的影响,并用粒子图像测速法(PIV)实验验证水的搅拌流场。结果表明,偏心搅拌可使流体速度得到增加,桨叶下方的搅拌死区得到有效抑制;偏心率增大导致两侧的速度偏差越来越大,能量分布不均匀;偏心搅拌的聚苯乙烯粒子浓度分布比对中搅拌的更为均匀,可改善粒子在苯乙烯中的悬浮效果;相同搅拌效果的情况下,偏心率为0.15的功率消耗是对中搅拌的85%;对该固液搅拌时的最佳偏心率和最佳转速分别为0.15和95 r/min,此时固液搅拌混合效果最好,固相浓度分布最为均匀,消耗功率相对较少。     

面向最优固含率的推进式搅拌器固相悬浮性能研究

稠密固-液搅拌操作中,优化固含率可以有效降低能耗、减少污染。在较宽固含率范围内,实验研究了推进式搅拌器的固相悬浮性能,考察了搅拌桨直径、桨叶离底高度等结构参数和固相粒径、液相黏度等物性对临界离底悬浮状态下单位质量功率的影响。结果表明,随固含率增加,单位质量搅拌功率先减小后增大,存在最优固含率,具有最低单位质量搅拌功率。对比不同工况,桨叶离底高度的变化对最优固含率的影响较小;而桨叶直径和固相粒径的增大,均会使最优固含率减小。黏性体系与清水体系相比,单位质量搅拌功率更小,最优固含率更高。此外,建立了推进式搅拌器驱动下单位质量搅拌功率的预测公式,可用来确定不同工况下的最优固含率,从而为工业上固-液搅拌操作中选择合适的悬浮液操作浓度提供一定的指导。     

搅拌器转速对流场影响的模拟分析

本文主要应用FLUENT软件对实验用搅拌槽内部流动的情况进行模拟,分析六直叶开启涡轮式搅拌器在50rad/s、100rad/s和150rad/s速度条件下的流场情况,对其产生的原因作出解释,最后得出仅仅在一定范围内改变搅拌器的转速对流场流型影响不大,但可以加快流体流动速度。在实际应用中要综合考虑,从搅拌器的选型、尺寸、数量、安装等方面来提高搅拌效果与效率。     

新型空心搅拌器

本文介绍自行设计的空心搅拌器，并对其液、固分散特性进行研究、证实空心搅拌器具有独特的搅拌规律。它为今后开发新型搅拌器结构提供了新的启示。     

标准搅拌反应器中流场分析

针对标准搅拌器流场(蔗糖水)中不同的转速、搅拌槽尺寸和搅拌器桨叶形式,采用有限元分析软件(ANSYS)分析流场中轴向路径(x方向)和桨叶径向路径(y方向)上的节点速度,观察速度向量图像和速度曲线的变化趋势和平缓程度,得出六平叶圆盘涡轮在转速300 r/min、槽径2.00m时的搅拌效果较为理想的结论。     

底座连接口特征参数对显示器后壳注塑质量的影响分析

在Moldflow分析软件的基础上,对显示器后壳进行仿真研究,以翘曲变形量为质量指标,结合控制变量法进行单因素变动实验,保持注射工艺参数不变,研究显示器后壳底座连接口对制品翘曲变形的影响。对数据进行图表分析,结果表明显示器后壳尺寸定位68.58 cm(27英寸)时,底座连接口选用圆形,连接口位置距离底边26 mm,尺寸为直径21 mm的时候模具翘曲表现更好。     

Effect of the drafting force on the strength of the bottom of the spinneret

In spinning basalt fibres, the drafting force is in the same range as in spinning of glass fibres. The effect of the drafting force can not be considered in the calculation for the strength and rigidity of the bottom of the spinneret. __________ Translated from Khimicheskie Volokna, No. 5, pp. 47–50, September–October, 2007.