组合桨液相搅拌槽内流动特性的实验研究及数值模拟

摘要

采用粒子图像测速技术(PIV),对直径为0.19 m的三层组合桨(HEDT+2WH)搅拌槽(直径为0.48 m)内的流场进行了实验研究,并利用标准k-ε模型对相应的流动特性进行了数值模拟。实验结果表明:通过改变层间距、顶层桨的浸没深度及上两层桨的操作方式可以得到4种不同流型,每种流型内循环结构的数目各不相同;上两层桨下压式操作时,流场的循环结构最少,只有两个;高速区和高能量区的分布相同,都位于各个桨叶的射流区内,且底桨射流区内的速度值和湍流动能值都大于上两层桨。模拟结果表明:标准k-ε模型对流场的预测较为准确,但对于有5个循环结构的流型模拟误差较大;湍流动能分布型式的模拟值与PIV实验结果吻合较好,但数值偏低,表明标准k-ε模型在预测复杂流型时需要改进;功率准数的模拟值与实验值基本一致。