轴流式搅拌器一种可用于液液或液固两相悬浮混合的轴流式新型搅拌器。该搅拌器的桨叶任意横截面由一段弧线和两端翘曲直边段组成,两直边段外缘由若干半圆弧线组成波浪型曲线,桨叶由端部至根部沿桨叶中轴线呈扭曲状,且桨叶由端部至根部渐渐变宽。该搅拌器增强了轴向和径向的湍流紊乱程度,混合效果好,节能显著。友胜轴流式搅拌器的流型取决于搅拌方式,搅拌器、釜、挡板等的几何特征,流体性质以及转速等因素。在一般情况下,搅拌轴安装在釜中心时,搅拌将产生三种基本流型:1 切向流 2 轴向流 3 径向流。上述三种基本流型,通常可能同时存在。其中,轴向流与径向流对混合起主要作用,而切向流应加以抑制,可通过加人挡板削弱切向流,以增强轴向流与径向流。 不同的桨型和桨径对流型有重要的影响。轴流叶轮和轴流式搅拌器的性能进行研究,并和CFX-TASCflow软件的计算结果进行比较分析。首先尝试对现有的预测螺旋桨水动力性能的面元法程序进行改进,修正了程序在网格划分、影响系数计算和尾涡模型等方面的不足之处,还添加了计算诱导速度功能,对轴流式叶轮的敞水性能和诱导速度进行了较为准确的预测,进而将面元法应用于轴流式搅拌器的性能预报,对搅拌器运行时的诱导速度进行了计算模拟。然后使用CFX-TASCflow软件对轴流式叶轮的敞水性能进行数值计算。作者还设计安装了一套平底圆柱形轴流式搅拌器的实验模型,搅拌器桨叶采用Zm60型轴流叶轮,搅拌槽采用透明有机玻璃制作。轴流式搅拌器桨叶的水动力性能以及与搅拌槽的位置关系直接影响到搅拌的混合效果。随着轴流式搅拌器在工业领域的广泛应用,该型式搅拌器的流动特性和搅拌效果的研究越来越受到人们的重视,但目前对这方面的研究还比较少,由于搅拌器内三维湍流流场测试困难,对轴向流桨叶的设计理论方法把握不准,所以无法较为准确的预测轴流式搅拌器的流动特性和混合效果,从而给工程设计造成困难。将面元法应用于轴流叶轮和轴流式搅拌器方面的研究必将促进桨叶和搅拌器的基础理论的发展,具有较高的学术研究和应用价值。
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