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直—斜叶组合桨搅拌槽内三维流场的数值模拟与实验研究  
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【英文题名】 Study on the Numerical Simulation and Experiment of the Three-Dimensional Flow Field in Straight-Gradient Impeller Stirred Tank
【作者】 梁瑛娜;
【导师】 高殿荣;
【学位授予单位】 燕山大学;
【学科专业名称】 机械电子工程
【学位年度】 2008
【论文级别】 硕士
【网络出版投稿人】 燕山大学
【网络出版投稿时间】 2008-12-11
【基金】 河北省自然科学;
【关键词】 搅拌槽; 双层桨叶; 计算流体动力学(CFD); 层流模型; 示踪粒子;
【英文关键词】 Stirred tank; Double impeller; Computational Fluid Dynamics (CFD); Laminar-model; Tracer particle;
【中文摘要】 搅拌设备在化学工业、生物工程、制药工程、材料加工及食品加工等领域有着广泛的应用。当所处理的介质对剪切敏感时,通常要求搅拌处于低雷诺数的层流状态。如何应对随之而来的混合效率降低、副产品生成量增加等现象,成为层流搅拌槽研究中亟待解决的问题。 本文对双层直-斜组合桨搅拌槽内混合的形成机理、流动特性、影响因素及在工程实际上的应用作了理论分析、数值模拟和实验研究。 (1)对搅拌槽内的流动特性进行介绍,提出一种非对称混合的构想,运用桨叶组合结构的变化及其在搅拌槽中布置的非对称性,来增加对搅拌槽中层流流体的搅动,提高混合效率。 (2)选用CFD软件FLUENT6.1,采用多重参考系法(MRF)及Laminar模型分别对安装有不同桨型组合叶片、槽径为Φ200mm的有机玻璃槽内的非牛顿流体(甘油和水的混合物)的搅拌流场进行数值模拟。研究了双层直叶片、双层倾斜叶片及双层直-斜组合叶片的同心搅拌、偏心搅拌及上下层叶轮相对于转轴反向偏心搅拌三种不同情况下的流场特性,并进行了对比分析。结果表明,桨叶的形状、组合结构等因素都对流场的形态有很大影响。 (3)采用持续片光源、示踪粒子定性描...
【英文摘要】 Stirred equipment are widely used in chemical engineering, biomedical engineering, pharmaceutical engineering, material processing and food processing. When the media in stirred tank is shear-stress-sensitive, mixing is often required in a laminar flow state with low Reynoles number. How to deal with the attendant phenomena such as the mixing efficiency falling and the by-products increasing, have been becoming the urgent problem in laminar stirred tank study. In the paper, the studies of theory...
【更新日期】 2009-03-13

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