新型搅拌器结构设计与性能研究

《新型搅拌器结构设计与性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号:TQ051.7学校代码：10697密级:公开学号：201531505新型搅拌器结构设计与性能研究学科名称：化学工程专业学位类别：工程硕士淡勇教授作者：裴梦琛指导教师：夏锋社教授西北大学学位评定委员会二〇一八年六月ResearchonStructureDesignandPerformanceofNewTypeAgitatorAthesissubmittedtoNorthwestUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinChemicalEngineeringByPeiMengchen

2、Supervisor:DanYongProfessorXiaFengsheProfessorJune2018摘要摘要搅拌器是化学工业中最常用的设备之一，其中桨式搅拌器以其结构简单、成本低廉、对于低粘度流体混合的效果较好等优势，得到广泛的应用。在搅拌操作中，固-液两相混合最为常见，但对其混合效果的优化研究在不断地深入当中。基于以上背景，本文选取数值模拟的方法，设计出新型搅拌器，对搅拌容器内部的固-液两相流场、新型搅拌器的各项参数进行优化分析，以此来得到能够使容器内部固-液两相流混合效果最好、固液悬浮状态最佳的最优参数组。本文中，所设计的新型搅拌器是在标准桨式搅拌装置的基础上进行结构改

3、造：采用六叶片（平直桨叶），并在叶片的末端加固一个平滑的圆柱状薄片。通过理论上分析，这样的结构特点将使该搅拌装置产生轴向射流，其目的在于提高搅拌效率，增强搅拌装置的混合性能。采用ANSYS14.0中的CFX软件对搅拌容器内部的固-液两相流场混合的结果进行数值模拟分析。通过对不同包圈高度、不同搅拌转速、搅拌桨不同安装高度以及搅拌桨不同桨叶直径的流场混合结果进行对比分析，对其模拟得出的液相速度矢量图、固相速度矢量图以及固含率云图等进行分析，从而得出使固-液两相混合效果达到最佳状态的参数值，进一步得到新型搅拌器的最优参数组合，提高固-液两相混合的搅拌效率。通过对模拟结果的分析对比，可以得

4、到：搅拌容器的内径为500mm，桨叶直径为300mm，新型搅拌器加设包圈高度为45mm，搅拌器工作转速为350????，搅拌桨的安装高度为275mm时，搅拌容器内固-液两相的混合效果较好，固液悬浮状态达到最佳。关键词：搅拌器，固-液两相，数值模拟，固液混合I摘要IIABSTRUCTABSTRACTAgitatorisoneofthemostcommonlyusedequipmentinchemicalindustry.Amongthem,paddleagitatoriswidelyusedbecauseofitssimplestructure,lowcostandgoodeffec

5、tofmixinglowviscosityfluid.Inthemixingoperation,thesolid-liquidtwo-phasemixingisthemostcommon,buttheoptimizationofthemixingeffectisconstantlybeingstudied.Basedontheabovebackground,thispaperselectsthenumericalsimulationmethodtodesignanewtypeofagitator,andoptimizestheparametersofthesolid-liquidt

6、wo-phaseflowfieldandthenewagitatorintheagitatedvessel,thebesttwo-phaseliquidmixingeffect,thebestsolid-liquidsuspensionoptimalparametergroup.Inthispaper,anewtypeofagitatorisdesignedonthebasisofastandardpropeller-typestirringdevice:Sixblades(flatblades)areusedtoreinforceasmoothcylindricalflakeat

7、theendoftheblades.Throughtheoreticalanalysis,thiskindofstructuralcharacteristicswillmakethestirringdevicetoproduceaxialjet,theaimistoimprovethemixingefficiencyandenhancethemixingperformanceofthemixingplant.TheCFXsoftwareinAnsys14.0wasus