槳葉高度對(duì)攪拌槽內(nèi)流動(dòng)場(chǎng)的影響分析畢業(yè)論文-資料下載頁(yè)
2025-06-24 16:06本頁(yè)面
【正文】 (c)槳葉高度170mm 圖412 6PDTD槳不同槳葉高度時(shí)攪拌槽縱截面處速度云圖攪拌功率是指攪拌槽在進(jìn)行攪拌時(shí)，在單位時(shí)間里，輸入槽內(nèi)對(duì)物料做功并使之發(fā)生流動(dòng)的能量，它不包括在軸封和傳動(dòng)裝置中消耗的能量，攪拌功率與攪拌槽的結(jié)構(gòu)，攪拌槳的形狀、尺寸和轉(zhuǎn)速，液體性質(zhì)和內(nèi)部附件（有無(wú)擋板和其它障礙物），攪拌槳在槽內(nèi)位置以及重力加速度等有關(guān)[11]。通過(guò)模擬可以得到扭矩值，攪拌功率P與扭矩M的轉(zhuǎn)換公式： （）由公式（）得出： ()式中：P為攪拌功率（KW），M為攪拌扭矩（N??m），N為攪拌轉(zhuǎn)速（r/min）。功率準(zhǔn)數(shù)Np是雷諾數(shù)Re的函數(shù)，其中 ()式中：D為攪拌槽的直徑，ρ為流體的密度，μ為流體的黏度。對(duì)于一定幾何結(jié)構(gòu)的攪拌槽，Np與Re的函數(shù)關(guān)系可由實(shí)驗(yàn)測(cè)定，將這函數(shù)關(guān)系繪成曲線稱為功率曲線。功率準(zhǔn)數(shù)Np與攪拌功率P之間的關(guān)系為： ()式中：P為攪拌功率（W），N為攪拌轉(zhuǎn)速（r/s），D為攪拌槽的直徑（m），ρ為流體的密度（kg/m3）。、43和44所示。計(jì)算時(shí)由于軸的扭矩與槳葉的扭矩相比太小，故在計(jì)算功率時(shí)只考慮槳葉的扭矩。表42 6DT槳攪拌功率 類(lèi)型 項(xiàng)目 槳葉形式為6DT槳葉高度100mm槳葉高度130mm槳葉高度170mm槳葉扭矩M（N?m）102102102功率P（W）功率準(zhǔn)數(shù)Np表43 6PDTU槳攪拌功率 類(lèi)型 項(xiàng)目 槳葉形式為6PDTU槳葉高度100mm槳葉高度130mm槳葉高度170mm槳葉扭矩M（N?m）102102102功率P（W）功率準(zhǔn)數(shù)Np表44 6PDTD槳攪拌功率 類(lèi)型 項(xiàng)目 槳葉形式為6PDTD槳葉高度100mm槳葉高度130mm槳葉高度140mm槳葉扭矩M（N?m）102102102功率P（W）功率準(zhǔn)數(shù)Np由上述三表可見(jiàn)：（1）對(duì)于同種槳葉，槳葉高度100mm時(shí)功率準(zhǔn)數(shù)最大，槳葉高度130mm時(shí)功率準(zhǔn)數(shù)居中，槳葉高度170mm時(shí)功率準(zhǔn)數(shù)最小。說(shuō)明槳葉高度越高，流體在流動(dòng)過(guò)程中的能量損失越小，所需攪拌功率越小。（2）對(duì)于相同槳葉高度，6DT槳功率準(zhǔn)數(shù)最大，6PDTU槳功率準(zhǔn)數(shù)中等，6PDTD槳功率準(zhǔn)數(shù)最小。說(shuō)明6DT槳能量損耗最大，6PDTU槳能量損耗中等，6PDTD能量損耗最小。利用CFD軟件對(duì)不同槳葉高度時(shí)攪拌槽內(nèi)流動(dòng)特性和攪拌功率進(jìn)行了數(shù)值模擬，得到如下結(jié)論：（1）隨著槳葉高度的增加，攪拌槽上部漩渦縮小，下部漩渦增大。（2）隨著槳葉高度的增加，攪拌槽中的流體流動(dòng)死區(qū)減小，攪拌槽整體混合效果改善。（3）槳葉高度越小，攪拌槽底部流體流動(dòng)越充分。反之，槳葉高度越高，攪拌槽頂部流體流動(dòng)越充分。（4）隨著槳葉高度的增大，能量損耗隨之減小，所需攪拌功率隨之下降。（5）相同槳葉高度下，6DT槳能量損耗最大，6PDTU槳能量損耗居中，6PDTD槳能量損耗最小。第五章 總結(jié)與展望本文利用CFD軟件對(duì)攪拌槽內(nèi)宏觀流動(dòng)場(chǎng)的單相流動(dòng)和攪拌功率進(jìn)行了數(shù)值模擬，定性分析了槳葉形式不同、槳葉高度不同對(duì)攪拌槽內(nèi)流動(dòng)場(chǎng)和攪拌功率的影響。模擬結(jié)果表明:上述因素對(duì)槽內(nèi)宏觀流動(dòng)場(chǎng)和攪拌功率的影響顯著。共得出以下主要結(jié)論：（1）隨著槳葉高度的增加，攪拌槽上部漩渦縮小，下部漩渦增大，槽中流體流動(dòng)死區(qū)減小，攪拌槽整體混合效果得到改善。（2）槳葉高度越小，攪拌槽底部流體流動(dòng)越充分。反之，槳葉高度越高，攪拌槽頂部流體流動(dòng)越充分。（3）槳葉高度越大，能量損耗越小，所需攪拌功率越小。（4）相同槳葉高度條件下，6DT槳能量損耗最大，6PDTU槳居中，6PDTD槳最小。由于水平和時(shí)間的限制，本文工作還存在著一些不足之處，還有一些問(wèn)題有待于進(jìn)一步研究，主要表現(xiàn)在：(1)本研究在計(jì)算過(guò)程中使用的網(wǎng)格在槳葉部分劃分較密,而在其他遠(yuǎn)離攪拌槳的流體區(qū)域網(wǎng)格較稀疏，這可能引起遠(yuǎn)離攪拌槳處模擬結(jié)果誤差偏大，但隨著計(jì)算機(jī)性能的不斷提高可以在這方面得到改進(jìn)。(2)由于時(shí)間的限制,本文僅對(duì)槳葉高度對(duì)攪拌槽內(nèi)流動(dòng)場(chǎng)和攪拌功率進(jìn)行了模擬分析，對(duì)混合特性有待進(jìn)一步研究。參考文獻(xiàn)[1][D].北京:北京化工大學(xué)，2001.[2] Costes J，Coudere J P. Study by laser Doppler anemometry of the turbulent flow indueed by a Rushton turbine in a stirred tank：Influence of the size of the flow and tuebulenee[J].Chemical Engineering Science，1988，43(10)：27512764.[3]王平玲，沈惠平，[J].煤礦機(jī)械，2006，27(11)：2326. [4]侯拴弟，張政，王英琛，等. 軸流槳攪拌槽三維流場(chǎng)數(shù)值模擬[J].化工學(xué)報(bào)，2000，51(1)：7076.[5][D].北京：北京化工大學(xué)，2004．[6]高勇，郝惠娣，王勇，等. 基于CFD的中心龍卷流型攪拌槽數(shù)值分析[J].石油化工設(shè)備，2012，41(4)：2731. [7]王振松，李良超，黃雄斌. 固液攪拌槽內(nèi)槽底流場(chǎng)的CFD模擬[J].北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，32(4)：59. [8]董厚生，魏化中，舒安慶，等. 攪拌槽內(nèi)固液兩相流的數(shù)值模擬及功率計(jì)算[J].化工裝備技術(shù)，2012，33(1)：1416.[9]周?chē)?guó)忠，王英琛，[J].化工學(xué)報(bào)，2003，54，886890.[10][D].北京：北京化工大學(xué)，2002.[11][D].西安：西北大學(xué)，2010.致 謝本論文是在導(dǎo)師**的悉心指導(dǎo)和幫助下完成的。高老師淵博的學(xué)識(shí)、精辟獨(dú)到的見(jiàn)解為我在研究方向上指點(diǎn)迷津；嚴(yán)謹(jǐn)求是的治學(xué)態(tài)度、勤懇認(rèn)真的工作作風(fēng)在研究過(guò)程中給與我莫大的鞭策；正直的人品、謙遜的為人更讓我欽佩不已。四年來(lái)*老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向我尊敬的恩師表示最衷心的感謝!感謝在課題研究期間給予我關(guān)心和幫助的所有老師和同學(xué)，對(duì)他們致以深深的謝意。我還要深深感謝我的親人們，正是因?yàn)樗麄冊(cè)谏钌蠠o(wú)微不至的關(guān)懷和精神上極大的支持和鼓勵(lì)，才使我順利完成了四年的大學(xué)學(xué)業(yè)，充實(shí)而愉快地渡過(guò)了人生一個(gè)重要的階段。 二O
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