气液两相搅拌槽的数值模拟与实验研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 王卫京 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2002 |
| 授予单位 | 中国科学院过程工程研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院过程工程研究所 |
| 导师 | 毛在砂 |
| 关键词 | 搅拌槽 两相流 佩}ushtan涡轮 内外迭代法 全流场数值模拟 两流体模型 |
| 学位专业 | 化学工艺 |
| 中文摘要 | 搅拌槽是工业上常用的一种设备。液体随搅拌桨运动并在挡板的作用下产生复杂的三维流动；另外一相的加入，会使流动变得更加复杂。长期以来，人们一直在研究搅拌槽内的流动状况，并取得了很大的进展。本文将“内外迭代法”和“快照”法相结合，提出了一种新的模拟搅拌槽内流动的计算方法一改进的“内外迭代法”，用该方法和k一：湍流模型对Kushton涡轮有挡板单相搅拌槽进行了整体数值模拟，在模拟中保留了以前计算方法中被平均掉的拟湍流流动。在宏观流场、时均速度、速度的周向波动以及湍流参数等方面同文献中的实验数据进行了比较，模拟值同实验值基本吻合。改进后的“内外迭代法”不需要依赖经验公式和实验数据作为模拟的边界条件，模拟更加接近实际，具有一定的通用性。本文建立了气液两相搅拌槽中两流体湍流模型，利用改进的“内外迭代法”和两流体湍流模型对气液两相搅拌槽进行整体模拟，湍流模型引入了强旋流修正，并同实验结果进行了定性和定量的比较。在定性比较中，模拟结果和实验结果得到的气含率分布图拓扑结构相似，模拟结果能够比较好地反应出气液两相搅拌槽的基本流动特征；叶片后的气穴，挡板前后气体的聚集等，都在模拟结果中得到了较好的体现。在进行定量比较时，分别比较了桨区内速度、桨区内气含率、桨区和循环区内气泡大小同实验值的吻合情况，模拟值同实验值吻合较好。 本文首次使用了光纤探针测量了搅拌槽内的局部气含率及其分布，给出了比较全面的实验数据，分析了搅拌槽内气含率变化规律。在搅拌槽中，气含率分布很不均匀，气含率的变化比较复杂。用扭矩传感仪测量了搅拌槽内扭矩，实验结果表明，扭矩随转速的增加而增加，扭矩的变化情况同气穴的形成变化有密切的关系。对实 验进行了数值模拟，比较了模拟值和实验值的吻合情况。计算结果能够较好的模拟 出搅拌槽内不同的流动状态。在排出流区，气含率模拟值小于实验值，在循环区，气含率模拟值同实验值比较吻合。当搅拌槽内扭矩处于缓慢下降阶段时，模拟值同实验值吻合较好。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-09-16 |
| 页码 | 120 |
| 源URL | [http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/1345]  |
| 专题 | 过程工程研究所_研究所（批量导入） |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王卫京. 气液两相搅拌槽的数值模拟与实验研究[D]. 中国科学院过程工程研究所. 中国科学院过程工程研究所. 2002. |
入库方式： OAI收割
来源：过程工程研究所
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