高固含搅拌槽内固液悬浮特性及流动场的数值模拟
本文利用商业软件CFX5.5.1，用计算流体力学的方法采用多重参考系法(MFR)和κ-ε双方程湍流模型对高浓度固液两相流的临界离底悬浮转速进行了数值模拟，同时研究了高浓度固液悬浮体系下固体颗粒对液相速度的影响。
使用CFX软件对固液搅拌槽内的颗粒离底悬浮转速进行了数值模拟。搅拌槽直径T=476mm，搅拌桨为三叶CBY螺旋桨。桨叶安装高度为C=1/3T。固液两相为玻璃珠-水，固体体积浓度为15％-55％。对钟丽的原速度判据进行了修正，并利用浓度判据与修正的速度判据得到颗粒离底悬浮转速Njs。模拟计算得到的临界离底悬浮转速Njs与实验数据的误差在工业允许的范围内。本文使用数值模拟方法研究了流体的粘度对临界离底悬浮转速的影响，并对临界离底悬浮状态槽底部不同浓度下的流体的湍流动能的分布情况以及大小进行了预测。
在相同的几何尺寸下，只改变桨叶安装高度为C=1/2T，对玻璃珠-水物系，固体体积浓度分别为0、15％的固液两相流场进行了计算模拟。主要从CFD的角度对搅拌槽内固液悬浮状况下的液相速度分布进行了模拟。分别研究了叶轮区下方与近壁区的液相合速度，并将模拟结果与实验数据进行了对比。研究结果表明在流场的宏观特性方面，模拟得到的流型和流场分布，与实验结果基本一致；在局部速度分布方面，模拟得出的结果与实验结果的趋势基本一致；同时对均匀悬浮状态槽底部的浓度范围为0-35％的流体湍流动能分布情况和大小进行了讨论。
搅拌槽;固液悬浮;悬浮转速;湍流动能;数值模拟
北京化工大学
硕士
生物化工
黄雄斌
2006
中文
O359;TP391.9
58
2006-11-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）