开启涡轮式桨叶预混机搅拌功率研究

摘要

预混工序是复合固体推进剂生产的重要工序之一，预混机搅拌功率的研究不仅对预混机搅拌轴的设计具有指导意义，同时对预混工艺参数确定和生产安全有现实意义。本文以非标准式三片折页开启涡轮式桨叶预混机为研究对象，针对该预混机搅拌功率只能通过常规的算图查表，放大，估算得出结果，计算结果误差较大的问题，应用计算流体动力学软件仿真计算该型预混机搅拌功率，取得了如下研究成果：
　　（1）分析开启涡轮式桨叶预混机搅拌功率影响因素，选择合适算图对非均相系物料搅拌时的功率进行了估算。介绍了搅拌功率计算的常用公式，探讨了常见算图对搅拌功率的估算；针对桨叶几何参数与算图不完全相同的桨叶，提出了搅拌功率的修正算法。
　　（2）应用CFD方法对开启涡轮式桨叶搅拌功率进行了数值模拟。预混机的搅拌流场采用多种参考系方式进行数值模拟，得到搅拌流场内固-液耦合情况及搅拌桨叶扭矩值，通过该方法求解绘制出适用于预混机的三片折页开启涡轮式桨叶的功率准数图。为验证CFD数值模拟方法的正确性，对Василвцов算图进行仿真对比实验，仿真数值与Василвцов实验数值趋势相吻合但偏大20％左右。
　　（3）研究了关键参数对搅拌功率的影响。为研究搅拌功率的影响因子，对桨叶角度θ、桨叶宽度b、桨叶距槽底距离C、液位高度H、搅拌槽直径D、药浆温度、搅拌轴偏移间隙等关键参数进行仿真实验，实验发现桨叶角度θ、桨叶宽度b、药浆温度对搅拌功率影响较大。

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1绪论

1.1课题研究目的和意义

1.2国内外研究概况

1.3论文研究内容与主要工作

2搅拌功率的算图计算

2.1预混搅拌背景介绍

2.2均相系搅拌的搅拌功率

2.3 非均相系搅拌的搅拌功率

2.4预混机的搅拌功率

2.5本章小结

3开启涡轮式桨叶搅拌功率的数值模拟

3.1引言

3.2数值模拟前处理

3.3仿真结果分析

3.4 CFD仿真对Василвцов算图的验证

3.5功率准数

3.6本章小结

4关键参数对开启涡轮式桨叶搅拌功率的影响

4.1引言

4.2桨叶角度对搅拌功率的影响

4.3桨叶宽度对搅拌功率的影响

4.4桨叶距槽底距离对搅拌功率的影响

4.5液位高度变化对搅拌功率的影响

4.6搅拌槽直径变化对搅拌功率的影响

4.7温度对搅拌功率的影响

4.8搅拌轴偏移间隙对搅拌功率的影响

4.9本章小结

5总结与展望

5.1全文总结

5.2研究展望

致谢

参考文献