基于CFD的丙烯淤浆聚合反应釜流场的数值模拟

摘要

基于计算流体力学(CFD)对丙烯淤浆聚合反应釜中液固两相流进行数值模拟,建立5 L、无挡板、锥形釜底和四叶推进桨反应釜模型,采用多重参考系方法(MRF)、Mixture多相流模型和RNG k-ε湍流模型模拟搅拌过程,通过冷模实验验证了模型的可靠性,并模拟得到了10％聚丙烯(体积分数)下釜内流体的速度场及浓度场.结果表明,釜内流体呈双循环流特征,聚丙烯浓度轴向呈中间低两头高的分布,径向随着轴向位置的上升分别呈"下凸"型、"直线"型、"W"型分布.在桨叶安装高度为0.56D(D为筒体部分直径)、桨叶直径为0.49D的情况下,搅拌转速在1200 r/min左右时,混合效果最好;在转速为1000 r/min时,桨叶安装高度为0.56D的情况下,桨叶直径在0.52D时,混合效果最好;适当降低釜内桨叶安装高度,可以在一定程度上改善釜底聚丙烯的堆积.