机械工程学报
機械工程學報
궤계공정학보
CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING
2014年
12期
185-191
,共7页
下沉颗粒%上浮颗粒%固液悬浮%搅拌槽%两相流%数值模拟
下沉顆粒%上浮顆粒%固液懸浮%攪拌槽%兩相流%數值模擬
하침과립%상부과립%고액현부%교반조%량상류%수치모의
sinking particles%floating particles%solid-liquid suspension%stirred tank%two-phase flow%numerical simulation
采用多重参考系(Multi-reference frame,MRF)法处理桨叶旋转和以颗粒动力学为基础的Euler-Euler双流体模型,对下沉颗粒和上浮颗粒分别在双层涡轮桨搅拌槽内的固液悬浮特性进行数值模拟研究.得到搅拌槽内宏观流动场和下沉颗粒与上浮颗粒的固含率分布,并考察操作条件对两类颗粒悬浮特性的影响.数值模拟的液相速度分布和流型与文献试验结果吻合良好.研究结果表明,上浮颗粒与下沉颗粒的固液悬浮特性有很大的差别.下沉颗粒固含率分布总体上随轴向高度的增加而降低,固含率在槽底中心处最高,而在循环涡涡心、叶片和挡板的背流面则相对较低,上浮颗粒的固含率分布则与上述下沉颗粒分布趋势相反.搅拌转速增大使下沉颗粒固含率在循环涡涡心有下降趋势,而上浮颗粒固含率则有所增加.平均固含率降低或颗粒尺寸减小有利于两类颗粒均匀悬浮,平均固含率或粒径增大使下沉颗粒和上浮颗粒分别更易于在槽底和液面中心处聚集.
採用多重參攷繫(Multi-reference frame,MRF)法處理槳葉鏇轉和以顆粒動力學為基礎的Euler-Euler雙流體模型,對下沉顆粒和上浮顆粒分彆在雙層渦輪槳攪拌槽內的固液懸浮特性進行數值模擬研究.得到攪拌槽內宏觀流動場和下沉顆粒與上浮顆粒的固含率分佈,併攷察操作條件對兩類顆粒懸浮特性的影響.數值模擬的液相速度分佈和流型與文獻試驗結果吻閤良好.研究結果錶明,上浮顆粒與下沉顆粒的固液懸浮特性有很大的差彆.下沉顆粒固含率分佈總體上隨軸嚮高度的增加而降低,固含率在槽底中心處最高,而在循環渦渦心、葉片和擋闆的揹流麵則相對較低,上浮顆粒的固含率分佈則與上述下沉顆粒分佈趨勢相反.攪拌轉速增大使下沉顆粒固含率在循環渦渦心有下降趨勢,而上浮顆粒固含率則有所增加.平均固含率降低或顆粒呎吋減小有利于兩類顆粒均勻懸浮,平均固含率或粒徑增大使下沉顆粒和上浮顆粒分彆更易于在槽底和液麵中心處聚集.
채용다중삼고계(Multi-reference frame,MRF)법처리장협선전화이과립동역학위기출적Euler-Euler쌍류체모형,대하침과립화상부과립분별재쌍층와륜장교반조내적고액현부특성진행수치모의연구.득도교반조내굉관류동장화하침과립여상부과립적고함솔분포,병고찰조작조건대량류과립현부특성적영향.수치모의적액상속도분포화류형여문헌시험결과문합량호.연구결과표명,상부과립여하침과립적고액현부특성유흔대적차별.하침과립고함솔분포총체상수축향고도적증가이강저,고함솔재조저중심처최고,이재순배와와심、협편화당판적배류면칙상대교저,상부과립적고함솔분포칙여상술하침과립분포추세상반.교반전속증대사하침과립고함솔재순배와와심유하강추세,이상부과립고함솔칙유소증가.평균고함솔강저혹과립척촌감소유리우량류과립균균현부,평균고함솔혹립경증대사하침과립화상부과립분별경역우재조저화액면중심처취집.
