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涡轮桨搅拌槽内流动特性的实验研究和数值模拟     在线阅读 整本下载 分章下载 分页下载 本系统暂不支持迅雷或FlashGet等下载工具
【英文题名】 Experimental Investigation and Numerical Simulation of Flow Characteristics in Vessels Stirred by Disc Turbines
【作者】 李志鹏;
【导师】 高正明;
【学位授予单位】 北京化工大学;
【学科专业名称】 化学工程
【学位年度】 2007
【论文级别】 博士
【网络出版投稿人】 北京化工大学
【网络出版投稿时间】 2007-09-24
【基金】 国家自然科学基金
【关键词】 流动特性; PIV; 大涡模拟; CFD; 涡轮桨; 搅拌槽;
【英文关键词】 flow characteristics; PIV; large eddy simulation; CFD; disc turbine; stirred tank;
【中文摘要】 涡轮桨搅拌槽广泛应用于化工、生物、食品和制药等工业过程,其内部的流动特性对工业设计及优化具有重要影响。因此,本文从PIV测量和CFD数值模拟两方面对多种桨叶及流型下搅拌槽的流动特性进行深入研究,为其应用基础研究及优化设计提供指导和参考。 本文在直径为0.476 m的平底有机玻璃搅拌槽内,保证液位高与槽直径相等,利用相位解析的高分辨率PIV测试技术,对多种复杂流型下桨叶的尾涡结构、平均速度、脉动速度和湍流动能进行实验研究。其中Rushton涡轮桨的各流型通过改变桨叶层数、直径及离底距离来实现,而曲面涡轮桨则采用标准双循环流型。结果表明:桨叶后方的双尾涡结构在所有涡轮桨的任意流型下都会出现,但其发展历程及运动轨迹各不相同;相位平均实验结果中,高湍流动能区主要集中在叶端射流区附近,而相位解析结果中,高湍流动能分布区位于两反向旋转尾涡的汇合区附近,且随尾涡的运动向槽内其它区域传递;单循环流型下,几何结构完全相同时,雷诺数的变化对无因次化的速度和湍流动能几乎没有影响,但几何结构相似时,局部区域的流动存在差异;流型分布与桨叶直径及离底距离密切相关,降低离底距离可使流型从双循环向单循环转变...
【英文摘要】 Stirred vessels equipped with disc turbines are widely used in many industry processes, such as petrochemical, biochemical, pharmaceutical and food industry. So the hydrodynamics of the flow is very important for process design and optimization. In this thesis, different flow patterns in vessels stirred by multiple impellers were investigated by using experimental and computational methods. The experiments were carried out in a perspex vessel of 0.476m in diameter. The depth of tap water i...
【更新日期】 2007-11-21

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导师:高正明    导师单位:北京化工大学    学位授予单位:北京化工大学
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