MRF方法下旋转内域对流场特性及转矩的影响

作     者：张威 陈琛 刘盼盼 ZHANG Wei;CHEN Chen;LIU Panpan

作者机构：北京建筑大学环境与能源工程学院 西安交通大学人居环境与建筑工程学院 

出 版 物：《化学工业与工程》 (Chemical Industry and Engineering)

年 卷 期：2024年第41卷第4期

页      面：169-178页

学科分类：081704[工学-应用化学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 081701[工学-化学工程] 

基　　金：北京市自然科学基金(3194046) 宁夏重点研发计划项目(2019BFG02016) 

主　　题：搅拌筒 多重参考系法 旋转内域 搅拌转矩 

摘      要：多重参考系法（MRF）常用于搅拌过程的数值模拟研究，但此方法中旋转内域尺寸的讨论尚不充分，已有的研究结论也仅适用于特定尺寸搅拌结构。对装配Rushton叶轮的搅拌筒中搅拌过程进行数值模拟，与实验数据比较，确定搅拌模拟中最适宜旋转内域尺寸，提出了适用于不同搅拌筒结构的旋转内域划分依据，并研究了内域尺寸对计算转矩的影响。结果表明，在MRF方法下，内外域交界面位置的影响主要在叶轮排出流方向，旋转内域尺寸对转矩的影响小于5%。提出内域直径Z=(din-D)/（T-2b-D）的定义方式，在Z=0.29时划分出旋转域的数值模拟准确性最高，且不受搅拌筒叶轮和挡板间相对大小的限制，可为MRF方法下旋转域尺寸选择提供理论参考。