试析新型卧式搅拌装置特性研究与设计开发

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1、天津大学硕士学位论文新型卧式搅拌装置特性研究与设计开发姓名：刘荣申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：冯惠生20090501中文摘要高粘度、高凝固点、强热敏性物系的分离纯化是当前蒸馏过程中的难题。由于该类物系的分离需要塔釜温度很高，且往往存在着流动性差、停留时间过长，易造成局部过热而碳化或膨化等问题，使用常规的再沸器将造成分离收率降低，排出的废渣多。本文旨在开发一种适用于高粘度、高凝固点、强热敏性物料的新型带自清洁功能的再沸器，并对该新型再沸器进行流体力学模拟研究，设计制造出了一台样机。采用非结构化网格技术及多重参考系法和滑移网格法对卧式单轴搅

2、拌装置在不同转速、不同桨翅数及不同物料下的流场特性、功率特性、停留时间特性和传热及温度分布特性进行了模拟研究。结果表明当桨翅多、转速高、粘度大时，釜内流体容易形成“圆柱状回转区”；讨论了假塑性非牛顿流体的剪切稀变对流场的影响。另外，通过对各种条件下的搅拌功率进行模拟计算，得出满釜条件下，，．功率准数、雷诺数、翅数及搅拌桨级数满足关联式坼。Re2：(4．31+2．85m)'ks⋯。通过Patch法在入口处加入示踪剂，在出口处检测示踪剂浓度得到了各种条件下的停留时间分布曲线，并对各种影响因素进行了讨论，利用混合雷诺数与流动雷f，D。r46’诺数的L-七

3、值对当量全混釜数进行了关联得出：刀=8．9I昙!I。针对卧式单轴LKe，／搅拌装置传热特性的研究获得了在1．1

4、轴结构，获得了1．1

5、tionofthemixturewithhighviscosity,highfreezingpointandstrongheat—sensitivityisquiteahardproblem．Withconventionalreboilers，therearelotsOfproblems：highreboilertemperatureandpoorlyflow,toolongresidencetime，localoverheated，increasedcarbonizationandpoorlyheattransfer．Tosolvetheprob

6、lem，anewtypeofreboilerisneededtodevelop．Thepurposeofthispaperistostudyonfeaturesofhorizontalstirring(single／dualshafts)devicesandtodesignthereboiler．Throughtheunstructuredgridtechnology,MRFandSG,theflowcharacteristics，powercharacteristics，residencetime，heattransfercharacterist

7、icsandtemperaturedistributionofthehorizontaldevicewithsingleaxisarestudied．Theresultsshowthatmorepropellerwingsandhigherspeedandviscosityiseasiertoforma”cylindricalrotaryArea”．Inaddition，theimpactofshear-thinningofthepseudoplasticfluidtoflowisdiscussed．What’Smore，withcalculati

8、ngthestirringpowerundervariousconditions，therelationshipasfol