涡轮桨搅拌槽内搅拌特性数值模拟研究

文摘

英文文摘

1绪论

1.1课题的背景和意义

1.2搅拌槽内流场特性的实验研究

1.3搅拌器的数值模拟

1.3.1“黑箱”模型法

1.3.2动量源法

1.3.3内外迭代法

1.3.4多重参考系法(MRF)

1.3.5滑移网格法

1.4搅拌槽功率曲线的数值模拟

1.5搅拌槽内均相混合特性的研究

1.5.1混合时间的定义

1.5.2混合时间的数值模拟研究

1.5.3混合过程常见的强化方法

1.5.4槽挡板的作用

2研究目的、内容和方法

2.1研究的目的

2.2研究的内容

2.3研究的方法

2.3.1数值模拟的理论基础

2.3.2网格划分

2.3.3搅拌桨的模拟

2.3.4混合与反应模型

2.3.5数值求解步骤

3标准六直叶涡轮搅拌特性研究

3.1流体力学模型

3.2搅拌槽的数值模拟

3.2.1计算域

3.2.2模拟方法

3.2.3模拟计算结果

3.3搅拌槽内三维流场的数值模拟

3.3.1流场分布研究

3.3.2速度分布

3.3.3湍流动能分布

3.4小结

4直叶涡轮轴向流的混合特性数值模拟

4.1搅拌槽结构

4.2模拟策略

4.3结果与讨论

4.3.1不同搅拌器插入深度下，两种流型的对比

4.3.2不同时刻的浓度分布图

4.3.3浓度变化曲线图

4.3.4搅拌混合时间数的计算

4.3.5搅拌混合效果的计算

4.4小结

5折叶涡轮搅拌槽内混合特性的研究

5.1模拟搅拌槽结构

5.2 60°折叶涡轮搅拌槽内混合过程的数值模拟

5.2.1搅拌槽内流动场与浓度分布

5.2.2不同加料点和监测点对混合效果的影响

5.2.3不同转速下不同监测点模拟值平均值对比

5.2.4搅拌桨叶离槽底距离变化的影响

5.3 45°折叶涡轮搅拌槽内混合特性研究

5.3.1搅拌槽内流动场与浓度场分布

5.3.2不同加料点和监测点对混合的影响

5.3.3不同转速对混合效果的影响

5.3.4搅拌桨叶离槽底距离变化的影响

5.4不同角度搅拌桨混合效果对比

5.5小结

6总结与展望

6.1工作总结与结论

6.2本文的创新点

6.3展望

致谢

参考文献

附录

硕士期间参加的科研项目