转子间隔排布的随动式动态混合器的模拟研究-论文.pdf

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1、第4期机械设计与制造2014年4月MachineryDesign&Manufacture185转子间隔排布的随动式动态混合器的模拟研究王峰，阎华，关昌峰，杨卫民(北京化工大学机电工程学院，北京100029)摘要：通过固定总体混合长度L，改变转子数量，对导程100mm、轴向长度50mm的螺旋两叶片转子间隔排布的随动式动态混合器的混合性能及压力特性进行了模拟研究，结果表明，转子间隔排布明显对混合性能及压力特性产生影响。相对于L=500ram，M=5和L=500mm，M=3，3'-，J=500mm，M=4时，混合流体出口处不均匀系数最小，混合效果最好，相对于转子首尾配合连接，不均匀系数降低约40

2、％，；随着转子数量的减少，由于转子对流体的一系列作用使流体产生的压力损失降低，减少了动力设备的能源消耗。关键词：螺旋两叶片转子；随动式动态混合器；间隔排布；混合性能；压力中图分类号：TH16；TK172文献标识码：A文章编号：1001—3997(2014)04—0185—03NumericalSimulationofTheServoDynamicMixerinWhichTheRotorsArrangedwithIntervalsWANGFeng，YANHua，GUANChang—feng，YANGWei—rain(MechanicalandElectricalEngineeringColl

3、ege，BeijingUniversityofChemicalTechnology，Beijing100029，China)Abstract：ByfixingthetotalmixinglengthandchangingtherotornumberM。simulationstudyofthemixingpe~ormanceandthepressurecharacteristicsoftheservodynamicmixerinwhichthescrewrotors，whosehelicalpitchandaxiallengtharerespectivelOOmmand50mm，werear

4、rangedwithintervalsandperformed．Theresultsshowedthatthewayofarrangingrotorswithintervalshadinfluenceonthemixingperformanceandthepressurecharacteristics．ComparingwithL=500mm，M=5andL=500mm，M=3，whenL=500mm，M=4，thenonun~o胤coefficientinthefluidoutletWOSleasttoabettermixingpe~ormaneeandcomparingwiththew

5、ayofarrangingrotorscontinuously．thenonun~or]coefficientdecreasedby40％．Furthermore，Cl$thedecreaseofthenumberofrotors，thefluidpressureresultoftherotorsdecreased，reducingtheenergyconsumptionofthepowerequipments．KeyWords：ScrewRotor；ServoDynamicMixer；ArrangewithInterval；MixingPerformance；Pressure较大，增加了

6、动力设备的负荷及能源消耗；而且，相邻转子的转速1引言相差不大，后续转子螺棱的分割作用不明显，混合效果有限。作者两种及两种以上流体混合在现代工业中是极其普遍而又极以外径22mm，导程100mm，轴向长度50mm的螺旋两叶片转子其重要的操作过程，其广泛存在于化工、石油、制药、造纸、食品等为研究对象，采用数值模拟的方法研究了转子间隔排布对混合性行业。近年来，一些学者对于组合式转子应用于管壳式换热器强能和压降的影响。化换热以及防垢除垢进行了许多研究I，但对于组合式转子应用4于两种及两种以上流体混合的研究很少。由于管内流体在流动过程中对转子产生轴向力，使转子绕转轴旋转，转子反作用于流体，改变流体的流

7、动方向，基于以上特征，将组合式转子及其辅助部件一挂件、转轴以及限位件等统称为随动式动态混合器，其结构原理，如图1所示。之前，通过实验和模拟研究证明，随动式动态1．转轴2．挂件3．管路4．转子5．5艮位件图1随动式动态混合器结构原理图混合器中，螺旋两叶片转子对混合流体中的分散相流体产生“分Fig．1StructurePrincipleDiagramoftheServoDynamicMixer割—分隔、扰流、摩擦一混合溶解”