雙層槳自吸式攪拌槽的數(shù)值模擬及實驗研究.pdf

1、氣-液攪拌槽廣泛應用在工業(yè)過程中，對其進行了許多的實驗研究和數(shù)值模擬。和傳統(tǒng)的采用強制分散方式實現(xiàn)氣體分散的氣-液攪拌槽不同，自吸式攪拌槽由于不用氣體輸送機械，而以攪拌槳的機械攪拌產(chǎn)生的壓差吸入氣體，在氧化反應、氨解反應、烷基化反應以及工業(yè)中的煙道氣脫硫、泡沫浮選法選礦、廢水處理等過程中得到了廣泛應用。因此對自吸式攪拌槽進行研究，可以深入理解其內部流體的流動特性及功耗、氣含率、氧傳遞等氣-液分散性能，充分認識自吸分散的優(yōu)點，為自吸式攪拌

2、槽的工業(yè)應用提供指導意義。
　　 本文首先利用CFD方法對自吸式攪拌槽進行單相流數(shù)值模擬，考察了不同氣體分散通道葉片角度、不同下層槳類型、不同槳葉間距對攪拌槽內宏觀流動場的影響。研究發(fā)現(xiàn)：氣體分散通道葉片角度、下層槳類型、槳葉間距對攪拌槽內宏觀流動場有顯著的影響。氣體分散通道葉片角度為30°時，流體在上層槳所在平面處的流動沒有出現(xiàn)較大的扭曲流動，漩渦較小，能量損耗較少。下層槳為六葉上斜葉槳時，下層槳具有較強的泵送能力，能夠將液體

3、有效的泵送到上層槳周圍。槳葉間距增大，使槽內軸向循環(huán)流動范圍增大，但是有可能造成下層槳泵送能力的降低。數(shù)值模擬結果為實驗研究奠定了一定的基礎。
　　 在數(shù)值模擬基礎上，利用實驗室現(xiàn)有條件，對雙層槳自吸式攪拌槽內氣-液分散性能進行研究，并和表面充氣分散的實驗數(shù)據(jù)進行比較，對比了不同槳葉組合、不同槳葉間距的氣體吸入臨界轉速、功率消耗、氣含率和傳氧性能。結果表明：自吸式攪拌槽可以有效地降低功率消耗；P+PDTU(拋物線型槳和六葉上斜葉