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大桨叶龙卷流型搅拌反应釜固液两相流的研究  
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【英文题名】 Study on Solid-liquid Two-phase Flow Characteristics of the Large Size Blade Tornado Flow Stirred Tank
【作者】 朱娜;
【导师】 郝惠娣; 薛武鹏;
【学位授予单位】 西北大学;
【学科专业名称】 化学工程(专业学位)
【学位年度】 2014
【论文级别】 硕士
【网络出版投稿人】 西北大学
【网络出版投稿时间】 2015-06-01
【关键词】 中心龙卷流搅拌反应釜; 固液两相; 数值模拟; 固液悬浮;
【英文关键词】 central tornado flow stirred tank reactor; solid-liquid two-phase; numerical; simulation; solid-liquid suspension;
【中文摘要】 固液搅拌操作被广泛应用于聚合、发酵、污水处理、催化和结晶等各种过程工业中。本文是在郭笃信、郝惠娣提出的中心龙卷流型搅拌反应釜的基础上,采用大尺寸桨叶代替常规尺寸的小桨叶,重点从临界悬浮转速和功率消耗两方面对搅拌反应釜内固液两相流场的湍流特性及混合特性进行研究。笔者运用数值模拟(CFD)和实验相结合的方法来进行研究。 首先运用ANSYS13.0的CFX软件对釜内固液两相流场特性进行数值模拟,寻求能够达到良好固液悬浮效果的最优化的搅拌反应釜的结构,通过比较其不同横截面和轴截面的速度矢量图、固含率云图、湍动能云图等定性分析了不同桨叶形式、不同桨叶安装高度以及不同搅拌转速对固液两相流场的影响。结果表明:选用六叶开启涡轮桨,桨叶安装高度为80mm,桨叶直径为170mm,液面高度为200mm,反应釜直径为200mm,搅拌转速250rad/min时,釜内固液混合效果较好,龙卷流效果明显。通过数值模拟确定了合理的结构,为后续的实验提供了理论基础。 然后,在数值模拟优化的基础上进行实验研究,着重从临界悬浮转速、功率消耗对其固液悬浮特性进行实验,对得到的实验结果进行分析处理,得到不同性能参数的变化规律,并拟合出临...
【英文摘要】 Solid-liquid mixing operation is widely used in some chemical process such as polymerization, fermentation, catalysis, crystallization and waste water treatment. The stirred tank studied in the text is based on central tornado flow stirred tank by Guo Duxin and Hao Huidi. It uses large size blade instead of conventional size blade. This paper studies the stirring and mixing characteristics of the turbulence characteristics from the critical suspension speed and power consumption. In this paper the stirred t...
【更新日期】 2015-07-13

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