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偏心搅拌槽内固-液悬浮特性研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2012年第11期40卷 22-26页

作者：杨锋苓周慎杰张翠勋王贵超山东大学机械工程学院山东济南250061 山东省科学院天力干燥股份有限公司山东济南250014

为研究偏心搅拌时的固-液悬浮特性,采用PC-6D浓度测量仪研究了Rushton桨偏心搅拌槽内石英砂-水两相体系的悬浮过程,分析了偏心搅拌时的固-液悬浮特征,测量了不同偏心率时的固相浓度分布和功率消耗,并与中心搅拌进行了对比.结果发现:偏... 详细信息

为研究偏心搅拌时的固-液悬浮特性,采用PC-6D浓度测量仪研究了Rushton桨偏心搅拌槽内石英砂-水两相体系的悬浮过程,分析了偏心搅拌时的固-液悬浮特征,测量了不同偏心率时的固相浓度分布和功率消耗,并与中心搅拌进行了对比.结果发现:偏心搅拌时的临界悬浮转速和功率消耗均随偏心率的增大而增大,偏心率较小时的临界悬浮转速比中心搅拌时低,相同搅拌转速时偏心搅拌的功率消耗比中心搅拌时大;偏心搅拌时的固相浓度分布比中心搅拌均匀,偏心率为0.2时的悬浮效果最好,此时的临界悬浮转速约为中心搅拌时的80%,能节省功率消耗.

关键词：偏心搅拌固-液悬浮临界悬浮转速浓度分布功率消耗

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铬黄搅拌反应釜的计算流体力学模拟研究

铬黄搅拌反应釜的计算流体力学模拟研究

作者：刘凯特华东理工大学

学位级别：硕士

铬黄具有遮盖力强、价格低、耐溶剂的特点,常用于涂料和油墨等行业。为解决上海铬黄厂反应釜放大产生的质量降低问题,本文以反应体系特点和反应器结构特性相匹配的开发原则,以桨叶、底部等为研究核心,对速度、浓度、湍动能、微观混合等... 详细信息

铬黄具有遮盖力强、价格低、耐溶剂的特点,常用于涂料和油墨等行业。为解决上海铬黄厂反应釜放大产生的质量降低问题,本文以反应体系特点和反应器结构特性相匹配的开发原则,以桨叶、底部等为研究核心,对速度、浓度、湍动能、微观混合等进行分析,为铬黄工业搅拌釜的改进提供了重要参考。本文采用FLUENT软件对固-液混合过程进行数值模拟。对比实验值与模拟结果发现二者误差固-液搅拌过程的微观混合特性,国内尚未有该方面的文献报道,研究对于涉及快速反应的固-液混合具有一定借鉴意义。

关键词：铬黄计算流体力学固-液悬浮微观混合团聚模型

矿浆搅拌液固两相流固体颗粒运动影响因素研究

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矿浆搅拌液固两相流固体颗粒运动影响因素研究

作者：郑聃沈阳工业大学

学位级别：硕士

矿浆搅拌的目的是使固相颗粒全部悬浮于液相中,增大矿浆与药剂的反应效率,进而降低工业上成本的损耗。固相颗粒的悬浮状态受多种因素的影响,如固相颗粒属性、搅拌槽与叶轮机械结构等。为了掌握固相颗粒的悬浮特性,人们进行了深入的研究... 详细信息

矿浆搅拌的目的是使固相颗粒全部悬浮于液相中,增大矿浆与药剂的反应效率,进而降低工业上成本的损耗。固相颗粒的悬浮状态受多种因素的影响,如固相颗粒属性、搅拌槽与叶轮机械结构等。为了掌握固相颗粒的悬浮特性,人们进行了深入的研究,从试验研究、固-液悬浮数学模型等方面得到临界悬浮转速随不同影响因素的变化规律。现阶段对于临界悬浮转速影响因素的研究都是针对单因素状态,且在数学模型中没有考虑到叶轮离底间隙和叶片倾角的变化,而这些将关系到临界悬浮转速的正确性。另外,还没有深入研究矿浆搅拌功率与其影响因素之间的关系。为此,本文先从双因素角度考察桨径、叶轮离底间隙、叶片倾角、以及固相质量分数对临界悬浮转速的影响,分析各影响因素与临界悬浮转速的关系;其次从能耗角度研究搅拌转速、桨径、叶片倾角以及叶片数目对搅拌功率的影响;最后通过正交设计试验分析影响临界悬浮转速的最佳因素组合,比较出影响因素的排队顺序。并利用Matlab软件拟合出临界悬浮转速与各因素间的数学模型,为工业固-液搅拌设备的设计、性能优化提供依据。试验结果表明,较低的叶轮离底间隙、较大的叶片倾角、较低的固相质量分数和较大的桨径均有利于固相悬浮,对应的临界悬浮转速Njs较小。增加叶轮搅拌转速能够提高固相悬浮效果,但随着搅拌转速的增大,搅拌功率会增大、消耗更多的能量。在相同的搅拌转速下,功率消耗随着叶片倾角、桨径和叶片数目的增大而增加。正交设计试验研究表明,临界悬浮转速影响因素的排队顺序为:桨径>叶片倾角>固相质量分数>叶轮离底间隙。通过Matlab拟合得到临界悬浮转速与各因素之间的数学模型为:1.400 0.208 0.278 0.426=211jsN D C Xθ--????。通过本文对临界悬浮转速影响因素的研究,可为搅拌槽内固相颗粒悬浮机理的研究提供参考,也为工业矿浆搅拌槽固-液搅拌装置的设计提供理论基础。

关键词：矿浆搅拌固-液悬浮临界悬浮转速影响因素搅拌功率

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研究不同单球颗粒在立方搅拌槽内的层流运动

研究不同单球颗粒在立方搅拌槽内的层流运动

作者：派瑞克北京化工大学

学位级别：硕士

搅拌操作在化工、食品、石油、造纸、冶金和水处理诸多行业中被广泛应用,其中固体颗粒在液相中的悬浮操作是搅拌操作中非常常见的类型。固液悬浮操作是将颗粒分散到液相中,借助搅拌器的作用,形成固液混合物或悬浮液,搅拌的作用使悬浮液... 详细信息

搅拌操作在化工、食品、石油、造纸、冶金和水处理诸多行业中被广泛应用,其中固体颗粒在液相中的悬浮操作是搅拌操作中非常常见的类型。固液悬浮操作是将颗粒分散到液相中,借助搅拌器的作用,形成固液混合物或悬浮液,搅拌的作用使悬浮液剧烈湍动,增强了传质,有利于化学反应的进行。本实验是在尺寸为0.22m×0.22m×0.22m的方形槽和直径为0.11m的圆盘组成的搅拌体系中,以甘油,硅油,玻璃珠,塑料珠和氮化硅小球为实验物料,研究了在固-液两相搅拌槽内固体颗粒在不同温度,圆盘不同离底高度C,不同颗粒密度及尺寸dp,液体不同粘度等条件下固体颗粒离底临界悬浮状态下的的搅拌桨转速Njs,以及固体颗粒悬浮过程中Z方向上的速度变化规律。实验结果表明：C/L增大,临界悬浮转速会相应增大,同样,颗粒密度越大,液体粘度越小,离底临界悬浮转速越大。而固体颗粒的上升速度也与上述条件有关,我们分别试验了不同密度的玻璃珠(ρ=2450 kg·m-3),塑料颗粒(ρ=1400 kg·m-3)及氮化硅颗粒(ρ=3260 kg·m-3)在硅油中离底临界悬浮转速下的上升速度,结果表明z方向的上升速度经历了一个先增大后减小的过程,大约在搅拌桨离底高度的中间速度达到最大。而同一材质的小球随着粒径的增大,最大上升速度随之减小。

关键词：搅拌槽固-液悬浮离底悬浮临界转速离底高度

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侧伸式搅拌槽固液悬浮和气液分散特性研究

侧伸式搅拌槽固液悬浮和气液分散特性研究

作者：都荣礼北京化工大学

学位级别：硕士

固液悬浮是流体混合技术中最常见的操作,在侧伸式搅拌槽中,搅拌器的安装位置对固液悬浮有着重要的影响。本文在φ2000mm×1400mm的搅拌槽中对一台侧伸式搅拌器进行安装位置对固-液悬浮影响的研究,得出侧伸式搅拌器的水平偏转角度α大于... 详细信息

固液悬浮是流体混合技术中最常见的操作,在侧伸式搅拌槽中,搅拌器的安装位置对固液悬浮有着重要的影响。本文在φ2000mm×1400mm的搅拌槽中对一台侧伸式搅拌器进行安装位置对固-液悬浮影响的研究,得出侧伸式搅拌器的水平偏转角度α大于8°悬浮效果会更好,垂直偏转角度β=5°。然后本文在φ2000mm×4200mm的有机玻璃槽内研究了搅拌器的功率曲线,以及搅拌器数量及通气对搅拌功率的影响,结果表明：侧伸式搅拌槽内雷诺数Re在3x105时功率准数才能稳定,与立式搅拌槽内Re在104左右相比要高;侧伸式搅拌槽通气使搅拌器功率的减小幅度只相当于立式搅拌槽减小幅度的28%。对侧伸式搅拌槽内喷枪式和管网式两种气体分布器的容积传质系数KLa研究结果显示：在相同搅拌功率下喷枪式分布器的传质效果是管网式分布器的近3倍;本文回归出了侧伸式搅拌槽内喷枪式分布器下的容积传质系数KLa的关系式：KLa∝(P/VL)0.161(VG)1.125和管网式分布器下传质系数KLα的关系式：KLa∝(VG)1.778,可供工业设计参考。同时,利用计算流体力学商业软件CFX对侧伸式搅拌槽内流场进行模拟,并将实验值和模拟值进行比较。模拟结果表明,数值模拟结果和实验结果有较好的一致性。

关键词：侧伸式搅拌固-液悬浮功率准数气-液分散容积传质系数计算流体力学(CFD)

矿浆搅拌液固两相流固体颗粒运动影响因素研究

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重型机械 2017年第4期 34-38页

作者：吕晓仁郑聃姜磊王世杰沈阳工业大学机械工程学院辽宁沈阳110870 北方重工集团有限公司辽宁沈阳110141

在矿浆搅拌过程中,临界离浮转速与叶轮离底间隙、粒径、砂粒密度、桨径、叶片倾角、矿浆固相浓度等诸多因素有关。本文选择了其中的叶轮离底间隙、叶片倾角、桨径、固相质量分数等为参数,分析这些参数对临界悬浮转速的影响,拟合临界悬... 详细信息

在矿浆搅拌过程中,临界离浮转速与叶轮离底间隙、粒径、砂粒密度、桨径、叶片倾角、矿浆固相浓度等诸多因素有关。本文选择了其中的叶轮离底间隙、叶片倾角、桨径、固相质量分数等为参数,分析这些参数对临界悬浮转速的影响,拟合临界悬浮转速与各个参数间的函数关系,为固-液搅拌设备的设计、性能优化提供依据。试验结果表明,较低的叶轮离底间隙、较大的叶片倾角、较低的固相质量分数和较大的桨径有利于固相的悬浮,对应的临界悬浮转速Njs较小。通过Matlab拟合得到了临界悬浮转速与各个参数之间的对应关系,关系式为N_(js)=211·D^(-1.400)·C^(0.208)·X^(0.278)·θ^(-0.426)。该试验结果对矿浆搅拌槽的工业应用具有实际的指导意义。

关键词：矿浆搅拌临界悬浮转速固-液悬浮影响因素