CK式搅拌槽流场数值模拟分析

周胜, 李茂林, 崔瑞, 姚伟, 江宏强. CK式搅拌槽流场数值模拟分析[J]. 矿产保护与利用, 2019, 39(1): 48-53. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2019.01.010
引用本文: 周胜, 李茂林, 崔瑞, 姚伟, 江宏强. CK式搅拌槽流场数值模拟分析[J]. 矿产保护与利用, 2019, 39(1): 48-53. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2019.01.010
ZHOU Sheng, LI Maolin, CUI Rui, YAO Wei, JIANG Hongqiang. Numerical Simulation Analysis on Flow Field of CK Stirred Tank[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2019, 39(1): 48-53. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2019.01.010
Citation: ZHOU Sheng, LI Maolin, CUI Rui, YAO Wei, JIANG Hongqiang. Numerical Simulation Analysis on Flow Field of CK Stirred Tank[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2019, 39(1): 48-53. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2019.01.010

CK式搅拌槽流场数值模拟分析

详细信息
    作者简介: 周胜(1995-)男, 湖北孝感人, 在读硕士研究生, 从事搅拌设备的数值仿真研究
  • 中图分类号: TD456

Numerical Simulation Analysis on Flow Field of CK Stirred Tank

  • 采用Mixture模型、多重参考系(Multiple reference frame,MRF)对CK式搅拌槽内流场进行数值模拟,分析其内部流场特性。结果表明,CK式搅拌槽内部流场主要由一个主循环流与两个小循环流构成,搅拌槽内流体呈"W"形进行上下循环运动;其内部压力槽顶部与底部的压力最大然后逐渐向搅拌中心减小,这种压力分布有利于促进搅拌混合;提高搅拌转速,可加速搅拌槽内介质混合过程,缩短混合时间;该结构搅拌槽的临界悬浮转速为130.51 r/min,当转速达到190 r/min时桨叶运转100转时搅拌槽内固相基本达到均匀悬浮,表明该结构搅拌槽具有较高效率的搅拌效果。

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  • 图 1  CK式搅拌槽结构示意图

    Figure 1. 

    图 2  搅拌槽网格划分

    Figure 2. 

    图 3  N=160 r/min时x=0 mm速度云图(单位:m/s)

    Figure 3. 

    图 4  N=160 r/min时x=0 mm流线图

    Figure 4. 

    图 5  水平面截取位置

    Figure 5. 

    图 6  N=160 r/min时水平截面速度云图(单位:m/s)

    Figure 6. 

    图 7  N=160 r/min时x=0 mm轴截面压力云图(单位:Pa)

    Figure 7. 

    图 8  y=0 mm平面上的特征线

    Figure 8. 

    图 9  搅拌槽特征线上的固相浓度分布图

    Figure 9. 

    图 10  搅拌槽Njs

    Figure 10. 

    图 11  监测点位置

    Figure 11. 

    图 12  N=190 r/min混合时间测定

    Figure 12. 

    表 1  搅拌槽混合均匀时的悬浮时间

    Table 1.  Suspension time when the mixture is uniformly mixed in the stirred tank

    转速/(r·min-1) 时间/s
    100 138.56
    130 105.45
    160 75.82
    190 55.28
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出版历程
收稿日期:  2018-12-11
刊出日期:  2019-02-25

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