轻密度细长固体固液体系搅拌研究

摘要

在工业固-液搅拌操作中，经常出现一些纤维状细长固体附着与搅拌轴和搅拌叶轮的现象，这种细长固体的附着增大了搅拌功率的消耗和设备的机械损伤，可能导致搅拌叶轮的振动和过载。不但大大降低了搅拌效率，还使设备维护成本增加，造成生产效果大幅降低。根据以上的问题，本文希望通过对传统工业用桨CBY搅拌桨桨型的改进，改善细长固体附着搅拌轴和搅拌叶轮问题。
　　本课题探究工业常用搅拌桨在固-液搅拌中的自清洁能力，以水、不同材质的纤维状细长固体模拟工业固-液混合体系。根据现有的相关专利和文献，探究出一种新型的具有自清洁能力的两叶圆盘搅拌桨。通过实验得出不同搅拌桨的功率准数以及附着固体物料后功率的变化。并且以控制变量法探究桨型结构、物性等变量对搅拌桨清洁能力的影响。并用CFD数值模拟自清洁搅拌桨的流场和流型图，比较其与CBY搅拌桨的流场不同。通过实验数据的处理比对，分析搅拌桨在细长固体搅拌过程中各性能参数的改变，为实际工业固-液搅拌操作提供实验指导。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 文献综述

1．1 固-液搅拌

1．2 固-液悬浮特性

1．2．1 完全离底悬浮

1．2．2 轻密度固体颗粒悬浮

1．3 固体粒子对固-液搅拌的影响

1．3．1 粒子大小

1．3．2 粒子形状

1．4 搅拌设备

1．5 功率准数

1．6 搅拌槽内数值模拟研究(CFD)

1．6．1 CFD简介

1．6．2 CFD在搅拌过程中的应用

1．6．3 搅拌槽内单相流CFD数值模拟

1．7 小结

第二章 实验装置和研究方法

2．1 实验装置

2．2 固体物料的初步选择

2．3 实验用桨

2．4 实验研究方法

第三章 实验结果与分析

3．1 实验用桨的选择

3．2 桨型对实验结果的影响

3．1．1 不同桨型搅拌桨在不同转速下的实验记录

3．1．2 不同桨型搅拌桨的功率

3．1．3 不同桨型搅拌桨的功率曲线

3．3 结构对实验结果的影响

3．3．1 圆盘对自清洁能力的影响

3．3．2 桨面光洁度对自清洁能力影响

3．3．3 挡板数量对自清洁能力的影响

3．4 物性对实验结果的影响

3．4．1 物料湿重测量

3．4．2 物料材质对实验结果的影响

3．4．3 物料长度与物料浓度对实验结果的影响

3．5 小结

第四章 CFD模拟研究

4．1 模拟方法

4．2 边界条件

4．3 网格划分

4．4 模拟数据结果分析

4．4．1 槽内流场速度分布云图

4．4．2 槽内流场垂直面上速度矢量图

4．4．3 槽内流场水平面上速度矢量图

4．5 小结

第五章 主要结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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