导流筒反应器流场的PIV实验研究
搅拌槽反应器内安装导流筒装置被广泛的应用于国内外的化工及多种工业生产过程当中，如结晶、选矿、生物以及聚酯工业等多个领域。本文以CBY桨作为研究体系，应用先进的粒子图像测速PIV技术，对带导流筒搅拌槽反应器内的平均速度、湍流动能等流场性质进行实验研究，进而优化搅拌设备的设计，提高搅拌槽反应器工程应用的可靠性。
本实验是在搅拌槽直径T=284mm，导流筒直径d=184mm的全挡板有机玻璃槽内进行的，静液为高度H=450mm。实验对比分析了桨叶安装方式、搅拌槽几何构型、双层组合搅拌桨以及雷诺数对于流场的影响，得出相关结论。通过对比单层搅拌桨上提和下压的操作方式，得出上提式搅拌桨在本实验的搅拌体系内能更好的实现搅拌槽内的整体流动，但是在槽底部区域存在明显的二次流现象。而当把搅拌槽底部结构由平底变为椭圆型底后，发现原来搅拌槽底部区域的死区和二次流现象均消失了，得出在椭圆型底部结构的搅拌槽内配备上提式搅拌桨时，流体在槽内可以很好的按照导流筒限定路径循环流动，使搅拌效率大大提高。
实验在保证CBY桨离底距离不变的情况下，在导流筒下方安装一个标准的Rushton六直叶涡轮桨（RT桨），通过相位解析测量方法对双层组合桨在导流筒搅拌槽内的研究分析得出，对于上层CBY桨不同相位的平均速度和湍流动能对流场并无太大影响，而不同相位时RT桨作用下的流场却有明显的差异。
本文还通过改变工作介质分析了不同雷诺数下导流筒搅拌槽内流场的特性，发现雷诺数的变化明显影响槽内流体流动特性，尤其是在双层组合桨时搅拌槽内整体流型发生了巨大变化。
搅拌槽;导流筒;流动特性;双层桨;流场性质
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
高正明
2013
中文
TQ051.72
111
2013-12-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）