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搅拌槽内流动与混合过程的实验研究及数值模拟     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 and Numerical Study on Fluiddynamics and Mixing Process in Stirried Tank
【作者】 周国忠;
【导师】 施力田; 王英琛;
【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】 2002
【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】 2004-12-24
【基金】 国家自然科学基金
【关键词】 搅拌槽; 计算流体力学(CFD); 非牛顿流体; 激光多普勒测速仪(LDV); 混合时间;
【英文关键词】 Stirred tank; Computational Fluid Dynamics (CFD); non-Newtonian fluid; Laser Doppler Velocimetry (LDV); Mixing time;
【中文摘要】 搅拌设备在化工、食品、冶金、造纸、石油和水处理等行业中的应用非常广泛。目前对其虽然已有许多的实验和理论研究,但有关的理论及设计计算方法仍不完善,许多还是处在半经验半理论阶段。近年来,利用激光多普勒(LDV)和计算流体力学(CFD)相结合的方法研究搅拌设备内的流动和混合特性逐渐发展起来。尤其是CFD技术,以其卓越的优势,对未来搅拌设备的研究、开发与设计所产生的影响不可估量。 本文首先利用商业CFD软件(CFX)提供的各种条件,对搅拌槽内的三维流动场进行了详细的基础数值研究,考察了桨叶区处理方法,湍流模型,网格数量和差分格式对计算结果的影响。通过对叶轮附近速度与湍流动能分布的研究发现,以上诸因素对速度分布的影响主要体现在最大径向、切向速度上。滑移网格法计算结果比多重参考系法略大;RNGκ-ε模型通过系数C_1~*引入描述流场畸变效应的附加源项后,其计算结果要优于标准κ-ε模型;随着网格数量的增加,计算结果更接近实验测量结果。在高密度网格下可以清楚观察到桨叶附近的尾涡,但计算得到的尾涡衰减很快;二阶迎风的计算结果较其它差分格式,包括三阶的QUICK格式的计算结果更加准确。对速度分布的预报并...
【英文摘要】 Mixing equipments are widely used in many industry processes. Althouth there are lots of theoretical and experimental study, the study of mixing and the design methods are not developed well up to now. The semi-empirical methods are still the main tools for design and scale-up industry processes. To meet the purpose for optimal design, scale-up and fully understand the processes occurring in agitated equipments, there are need for careful experimental measurements and mathematical models to measure and desc...

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