非标挡板对固液悬浮及搅拌效果的影响与工业放大

摘要

非标准挡板，即搅拌槽内的挡板布置情况与永田进治公式[1]所给出的标准挡板化挡板不同的挡板。众多学者已经通过大量实验证明了标准挡板仅可用于指导作用，但性能上却并非最优的结论。研究非标准挡板，对于节能减排，减少能耗具有重要的参考意义。
　　本文先在两种尺寸（T=476mm和T=1600mm）的搅拌槽内探究了不同挡板的相对长度(Lb/T)、相对安装位置(Hb/T)、相对宽度(Wb/T)、相对离壁距离(Cb/T)、挡板数目(nB)对相对临界离底悬浮搅拌转速（Njs/Njs，0）、功率准数(Np)的影响及对比，并进行了回归计算。
　　其次，本文还研究了挡板的不同尺寸参数对于固液体系悬浮特性的影响。通过侧壁的取样口采出得到不同相对高度处的搅拌槽轴向浓度分布的z/H-浓度/平均浓度关系曲线。在不同转速下测定壁面的颗粒堆积高度，以及不同转速下的悬浮高度关系变化。同样进行了回归拟合。
　　最后，在两个搅拌槽内研究临界离底悬浮状态单位体积功(P/V)和功率准数(Np)与挡板系数和挡板长度的关系，并根据临界离底悬浮状态用单位体积功(P/V)验证了放大规律。丁绪淮[2]、何珊珊[3]等人认为达到同等固液悬浮效果下，单位体积功与搅拌槽直径关系为P/V∝T-0.55，搅拌转速与搅拌槽直径的关系为N∝ T-0.85。发现本实验各部分所得实测数据的指数略低于此放大规律。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 文献综述

1．1 引言

1．2 混合与搅拌操作

1．2．1 搅拌目的

1．2．2 混合机理

1．2．3 搅拌装置

1．3 搅拌槽中的挡板

1．3．1 打漩与挡板

1．3．2 标准化挡板

1．3．3 非标准挡板

1．4 几种工业混合搅拌器设备

1．4．1 螺旋桨叶轮

1．4．2 涡轮式叶轮

1．4．3 其他形式叶轮

1．5 搅拌混合的研究方法

1．5．1 离底悬浮状态的临赛转速

1．5．2 均匀悬浮状态的l临界转速

1．5．3 搅拌功率与功率准数

1．5．4 悬浮高度与颗粒堆积高度

1．6 固液悬浮及其搅拌器的研究

1．7 搅拌器的放大设计

1．8 搅拌槽内的计算机模拟与结果

1．9 小结

第二章 实验装置及测试方法

2．1 搅拌装置

2．1．1 搅拌槽

2．1．2 搅拌桨

2．1．3 其他装置细节

2．2 实验物系的选择与计算

2．3 测试方法

2．3．1 转速测量

2．3．2 扭矩与功率

第三章 实验研究及数据分析

3．1 搅拌桨功率特性

3．2 两尺寸搅拌槽内的临界悬浮转速与挡板尺寸参数的影响

3．2．1 两尺寸搅拌槽内挡板宽度对Njs的影响

3．2．2 两尺寸搅拌槽内挡板长度、离底距离对Njs的影响

3．2．3 两尺寸搅拌槽内挡板离壁距离对Njs的影响

3．3 固液体系的悬浮特性

3．3．1 临界悬浮状态轴向浓度分布的放大对比

3．3．2 不同转速下的壁面颗粒堆积高度

3．3．3 不同转速下的悬浮高度变化

3．4 功率消耗

3．4．1 两尺寸搅拌槽单位体积功与挡板系数的关系

3．4．2 两尺寸搅拌槽单位体积功与挡板长度的关系

3．5 固液搅拌放大准则的验证

3．6 本章总结

第四章 主要结论及前景展望

4．1 本文主要结论

4．2 创新点与困难

4．3 后期研究的构想与展望

参考文献

致谢

作者及导师介绍