搅拌站论文水泥搅拌桩论文关于沥青搅拌的论文双层桨自吸式搅拌槽的数值模拟及实验研究

1、搅拌站论文水泥搅拌桩论文关于沥青搅拌的论文双层桨自吸式搅拌槽的数值模拟及实验研究【摘要】： 气-液搅拌槽广泛应用在工业过程中,对其进行了许多的实验研究和数值模拟。和传统的采用强制分散方式实现气体分散的气-液搅拌槽不同,自吸式搅拌槽由于不用气体输送机械,而以搅拌桨的机械搅拌产生的压差吸入气体,在氧化反应、氨解反应、烷基化反应以及工业中的烟道气脱硫、泡沫浮选法选矿、废水处理等过程中得到了广泛应用。因此对自吸式搅拌槽进行研究,可以深入理解其内部流体的流动特性及功耗、气含率、氧传递等气-液分散性能,充分认识自吸分散的优点,为自吸式搅拌槽的工业应用提供指导意义。 本文首先利用CFD方法对自吸式搅拌槽进行

2、单相流数值模拟,考察了不同气体分散通道叶片角度、不同下层桨类型、不同桨叶间距对搅拌槽内宏观流动场的影响。研究发现：气体分散通道叶片角度、下层桨类型、桨叶间距对搅拌槽内宏观流动场有显著的影响。气体分散通道叶片角度为30。时,流体在上层桨所在平面处的流动没有出现较大的扭曲流动,漩涡较小,能量损耗较少。下层桨为六叶上斜叶桨时,下层桨具有较强的泵送能力,能够将液体有效的泵送到上层桨周围。桨叶间距增大,使槽内轴向循环流动范围增大,但是有可能造成下层桨泵送能力的降低。数值模拟结果为实验研究奠定了一定的基础。 在数值模拟基础上,利用实验室现有条件,对双层桨自吸式搅拌槽内气-液分散性能进行研究,并和表面充气分

3、散的实验数据进行比较,对比了不同桨叶组合、不同桨叶间距的气体吸入临界转速、功率消耗、气含率和传氧性能。结果表明：自吸式搅拌槽可以有效地降低功率消耗；P+PDTU(抛物线型桨和六叶上斜叶桨)组合的功率消耗小于DT+PDTU(六直叶圆盘桨和六叶上斜叶桨)组合,相对功率消耗更接近于1,气含率和容积传氧系数小于DT+PDTU组合；桨叶间距L2=0.1 m时的功率消耗小于L2=0.15 m时,相对功率消耗较高,下层桨泵送液体的效率较高,气含率和容积传氧系数较高。研究表明,对于自吸式搅拌槽,当桨叶组合为DT+PDTU,桨叶间距L2=0.1 m时,有利于气液分散和混合,吸气量和气液两相之间的传质效果较好。【

4、关键词】：自吸式搅拌槽 数值模拟 功率消耗 气含率 传氧性能 【学位授予单位】：西北大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2010【作者】：高勇【索取全文】Q联系Q：138113721 Q联系Q:139938848【目录】： · 摘要3-4· ABSTRACT4-8· 第一章 前言8-11· 第二章 文献综述11-27· 2.1 搅拌槽内流动的实验研究11-16· 2.1.1 径向流搅拌桨的实验研究11-12· 2.1.2 轴向流搅拌桨的实验研究12-13· 2.1.3 组合桨的实验研究13-15· 2

5、.1.4 新型搅拌设备的实验研究15-16· 2.2 搅拌槽内流动的数值模拟16-25· 2.2.1 搅拌槽内单相流数值模拟17-20· 2.2.2 搅拌槽内多相流数值模拟20-25· 2.3 搅拌槽内数值模拟与实验研究相结合25-27· 第三章 研究目的、内容和方法27-44· 3.1 研究目的27· 3.2 研究内容27-29· 3.2.1 搅拌槽内单相流动的数值模拟27· 3.2.2 搅拌槽内流动特性的实验研究27-29· 3.3 研究方法29-44· 3.3.1 数值模拟29-

6、35· 3.3.2 实验研究35-44· 第四章 搅拌槽内单相流动的数值模拟44-56· 4.1 模拟计算的前处理44-48· 4.1.1 建立几何模型44-45· 4.1.2 划分网格45· 4.1.3 设置边界条件45-46· 4.1.4 湍流模型46-47· 4.1.5 求解方法47· 4.1.6 运动部件和静止部件之间相互作用的解决方法47-48· 4.2 搅拌槽内不同气体分散通道叶片角度的数值模拟48-50· 4.3 搅拌槽内不同下层桨时的数值模拟50-55· 4.

7、3.1 下层桨形式不同时搅拌槽内流体的流动特性50-53· 4.3.2 桨叶间距L_2不同时搅拌槽内流体的流动特性53-54· 4.3.3 下层桨尺寸(即D_d/L)不同时搅拌槽内流体的流动特性54-55· 4.4 小结55-56· 第五章 搅拌槽内流动特性的实验研究结果与讨论56-78· 5.1 气体吸入临界转速N_g56-57· 5.2 功耗性能57-68· 5.2.1 影响搅拌功率的因素58-59· 5.2.2 各种桨叶组合的功耗性能59-62· 5.2.3 搅拌功率的拟合公式及其与CFD模拟结果的比较62-68· 5.3 气含率68-72· 5.3.1 不同浓度搅拌介质中的气含率68· 5.3.2 清水中各种桨叶组合的气含率68-71· 5.3.3 各种桨叶组合气含率的计算比较71-72· 5.4 传氧性能72-75· 5.4.1 容积传氧系数72-74· 5.4.2 比功耗传氧系数74-75· 5.5 小结75-78· 总结与展望78-81· 1 总结78-79· 2 展望79-81· 符号说明81-85· 参考文献85-95中国学