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塑料托盤的實驗研究與數值模擬
塑料托盤攪拌槽/反應器廣泛應用于許多工業過程,宏觀及微觀混合性能是攪拌反應器優化設計的重要組成部分,對于快速復雜反應過程尤為重要。為此,本文從實驗和數值模擬兩個方塑料托盤面對宏觀混合和微觀混合進行了深入的研究,研究內容主要包括以下幾個方面: 在直徑為Φ0.476m的有機玻璃攪拌槽內,采用電導法測定了宏觀混合時間,對標準六直葉渦輪槳(DT-6)和三窄葉翼型CBY槳在單層和多層槳操作下的混合時間進行了實驗研究。 在FLUENT6.1計算流體力學(CFD)軟件平臺和網絡平行計算系統硬件平臺上,首先采用雷諾平均Navier-Stokes方程(RANS)的方法對宏觀混合時間進行數值模擬,采用標準k-ε塑料托盤湍流模型和多重參考系法,并將速度場與濃度場方程分開進行求解方法。對于單層槳體系,不論是DT-6槳還是CBY槳,其混合時間的模擬值均與實驗結果塑料托盤吻合良好;對于多層槳體系,CBY槳混合時間的模擬值與實驗結果相吻合,而雙層DT-6槳混合時間的模擬值要比實驗結果長約一倍。此外,本文還采用數值模擬的方法研究了不同的示蹤劑加料點和監測點位置對混合時間的影響規律。
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