异型挡板絮凝反应器的流场分析、模拟与效果强化研究

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1、天津大学硕士学位论文异型挡板絮凝反应器的流场分析、模拟与效果强化研究姓名：崔绍华申请学位级别：硕士专业：化工过程机械指导教师：康勇20070601中文摘要搅拌反应器广泛的应用于许多工业过程中，反映器内的流场特性是对搅拌反应器进行优化设计的重要组成部分。但实验室研究并没有与工业设计保持一致。实验室研究更多的侧重于理论分析，而工业设计则是采用专业软件对搅拌装置进行模拟优化。为了与实际生产相结合，本实验对反应器内扰流装置进行了系统改进，研究了四种挡板，采用激光多普勒测速仪对反应器内流场进行测量及分析，搅

2、拌行业专用软件MIXSIM对流场进行模拟，并对实际四种挡板进行了絮凝实验。应用LDA测量发现各种挡板产生的平均速度范围一致，均处于0～2．0rigs，但不同挡板形成的流场内速度主要分布范围不同，普通挡板和半圆挡板集中在0．1～O．65m／s，带孔挡板集中在0．2"--,0．75m／s，正弦挡板集中在0．45"--1．0m／s；均方根脉动速度值也发生了变化，正弦挡板主要集中在0．13----0．23m／s，普通挡板和半圆挡板主要集中在0．075"--,0．16m／s，带孔挡板主要集中在0．10～0．

3、20m／s：测量的湍动能值中普通挡板和半圆挡板集中在0．02～'0．845m2／s2，带孔挡板集中在0．08"-'1．125m2／s2，正弦挡板集中在0．405"一2．0m2／s2。通过模拟发现整个流场内的最大速度发生在包含挡板的两个交插平面上，最大速度达到了2．05m／s，在竖直剖分平面内速度存在增大、减小、增大再减小的趋势；产生的最大湍动度方面正弦挡板比普通、带孔、半圆三种挡板分别提高了3．8％、1．4％、0．8％，所需要的轴功率则分别降低了6．1％、5．0％、4．7％。为了考察实际絮凝效果，

4、本课题做了不同快搅速度、快搅时问、慢搅速度、慢搅时间四组条件实验，对比不同条件下最优效果，正弦挡板的絮体含水率比普通、带孔、半圆三种挡板分别提高了0．3"-'2．5％、1---3．3％、0．2～1．9％，上清液浊度分别降低了11．5"---59％、8．9"39．3％、1．6～4．9％。关键词：絮凝反应器激光多普勒测速仪MIXSIMABSTRACTMixingequipmentiswidelyusedinmanyindustrialprocesses．Theflowfieldcharacterist

5、icswithinreactorsareallimportantcomponentofmixingreactoroptimizeddesign，butthedesigninlaboratoryisnotconsistentwithindustrialdesign．Laboratorydesignfocusesontheoreticalanalysis，andindustrialdesignusuallyusesprofessionalsoftwaretooptimizethemixingdevic

6、es．Tocombineactualproduction,thestudyimprovesthebafflesinthereactor．Fourkindsofbafflesweredesigned,LDVandMIXSIMwereusedtomeasureandanalyzetheflowfieldinthereactor．Thepracticalflocculationexperimentshavebeendone．Themeanvelocityrangeinallreactorsisconsi

7、stentfromLDAmeasure．aUfrom0to2．0m／s，butthefocusaredifferent．Thecommonandsemicirclebafflereactorsarefrom0．1toO．65m／s，thedrilledbafflereactorisfrom0．2to0．75m／s，thesinebafflereactorisfromO．45to1．0m／s；forRMS．thesinebafflereactorisfromO．13to0．23rigs，thecom

8、monandsemicirclebafflereactorsarefrom0．075to0．16m／s，thedrilledbafflereactorisfrom0．1to0．2m／s；forturbulentkineticenergy,thecommonandsemicirclebafflereactorarefrom0．02to0．845m2／s2，thedrilledbafflereactorisfrom0．08to1．125m2／s2thesinebafflereactor