双层桨搅拌浸出槽固液两相流场的数值仿真.pdf

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1、第31卷第9期计算机仿真2014年9月文章编号：1006—9348(2014)09—0247～05双层桨搅拌浸出槽固液两相流场的数值仿真吴宗武，孔建益，侯宇，王兴东(武汉科技大学机械自动化学院，湖北武汉430081)摘要：在石煤提钒搅拌浸出槽的研究中，针对双层桨搅拌浸出槽固液悬浮特性以及混合浸出效果进行了研究。由于实验成本大、操作困难，提出了数值仿真的方法。运用计算流体力学(CFD)软件FLUENT对石煤提钒搅拌浸出槽进行流场仿真，用GAMBIT建立流场实体模型，采用k一￡湍流模型以及多重参考系法(MRF)处理搅拌桨区。探讨了双层桨同向旋转和双层桨异向旋转两种情况下的搅

2、拌效果，结果表明在相同的情况下，双层桨异向旋转时湍动能分布更为合理，并且能够缓解底部沉积，搅拌混合效果更好。仿真结果对于研究搅拌反应容器内部流场规律，进而对搅拌反应容器的结构优化和浸出率的提高具有一定参考价值。关键词：浸出槽；固液两相流；湍流；湍动能中图分类号：TP391．9文献标识码：BNumericalSimulationforSolid——LiquidTwo-PhaseFlowinStirredLeachingTankolDoubleBladeWUZong—WU，KONGJian—yi，HOUYu，WANGXing-dong(SchoolofMechanicala

3、ndAutomation，WuhanUniversityofScienceandTechnology，WuhanHubei430081，China)ABSTRACT：Thestudywasfocusedonthesolid-liquidsuspensioncharacteristicsandmixingandleachingeffectofthestirredleachingtankintheresearchofthestonecoalvanadiumleachingtankofdoubleblade．Becausetheleac·hingexperimentopera

4、tionisdifficultandthecostishigh，theNumericalSimulationwasputforward．GAMBITwasusedtoestablishflowfieldphysicalmode1．thek一￡turbulencemodelandmultiplereferenceframemethodtoprocesstheagitatingareaandsimulatetheflowfieldintheleachingtankforthestonecoalVextractionintheComputationalFluidDynamic

5、s(CFD)Software-Fluent．Wealsodiscussedthemixingeffectunderthetwoconditions，doubleim—pellerrotateinthesamedirectionandindifferentdirections．Theresultshowsthatthemixingeffectofthedoublebladerotateindifferentdirectionsisbetterunderthesamecondition，thedistributionoftheturbulentkineticenergyun

6、derthedoublebladerotateindifferentdirectionsismoreuniformandreasonable，andcaneasethesedimentatthebottom．ThesimulationresultshavecertainreferencevaluefortheresearchonthelawoftheinternalflowfieldSOastooptimizeitsstructureinthestirredreactionvesse1．KEYWORDS：Leachingtanks；Solid-liquidtwo-pha

7、seflow；Turbulence；Turbulentkineticenergy1引言目前对于机械搅拌的设计主要依赖经验与实验，难以预搅拌槽是一种在化工、冶金等工业中常见的反应器，可测实际性能。近年来，随着计算流体动力学(CFD)技术的发用于均相反应和多相反应。在石煤浸出反应中，通过搅拌桨展，数值模拟逐渐成为研究机械搅拌反应器的重要手段。韩的旋转，使得搅拌槽内固体石煤矿粒处于悬浮状态，从而能伟等模拟了165m机械搅拌式浮选机内部流场，李新明j够与搅拌槽内的酸液充分有效的发生反应，以获得比较高的等研究了双层组合叶轮搅拌槽的流场流动及功率特性