不同顆粒特性三相攪拌槽中的固體懸浮與氣液分散研究.pdf

1、多相攪拌設備由于具有操作便捷、適用場合廣等優(yōu)點而能夠廣泛應用于石油化工、制藥工程、環(huán)境工程等領域。前人研究表明，當槽體高徑比超過1時，多層攪拌槳組合比單層槳操作更適用于多相攪拌設備內流體的混合。
　　基于已有的研究結論，本課題選用D/T=0.33的HEDT+2WHD、HEDT+2WHU、 PDT+2WHD三種組合槳，研究氣液兩相體系、空氣-水-玻璃微珠以及空氣-水-樹脂顆粒兩種三相體系中的宏觀特性。實驗采用0.476 m槽徑的橢圓

2、底圓柱形有機玻璃攪拌槽，液位高度H=1.66T，兩種不同顆粒（玻璃微珠、樹脂顆粒）的固相體積分率Cv分別為5％、10％、15％、20％。通過改變操作槳型、攪拌轉速、通氣速率等參數，研究其對多相體系中氣液臨界分散特性、固體顆粒臨界懸浮特性、通氣攪拌功率以及整體氣含率的作用情況。
　　實驗結果表明:(1)臨界分散特性:隨通氣量增加，氣泛轉速、泛點轉速功率消耗以及完全分散轉速都隨之增大。以PDT為底槳的組合槳氣泛轉速下的功率較HEDT底

3、槳組合更低，即PDT底槳組合槳在較低功率下更容易達到良好的氣液分散狀態(tài)。(2)臨界懸浮特性:臨界懸浮轉速NJSG及對應的單位質量流體功率消耗PmJSG都會隨著固含率以及表觀氣速的增加而增大。在相同固含率、通氣量條件下，HEDT底槳的組合槳的臨界懸浮轉速較低，但對應的功率消耗卻較高。氣-液-玻璃微珠體系具有較高的MSG及PmJSG，且兩種顆粒的NJSG及PmJSG之間的差異隨著通氣流量的增加而逐漸減小。(3)通氣攪拌功率:相對功率消耗RP

4、D隨通氣準數增大而減小，減小幅度隨通氣量升高而逐漸降低，直至趨于穩(wěn)定。在一定的攪拌轉速下，Cv對RPD的影響較小。定量回歸結果表明，通氣功率準數會隨Cv增加而略有增加。當攪拌轉速高于8 s-1時，氣-液-玻璃微珠體系的RPD略高于樹脂顆粒體系。在兩相以及三相體系中，RPD從大到小排序依次為:HEDT+2WHU、 HEDT+2WHD、PDT+2WHD。(4)整體氣含率εG:εG隨表觀氣速Vs增加而逐漸增大，隨著Cv增加而減小。在Vs高于0

5、.007 m·s-1時，氣-液-樹脂顆粒體系的εG較高。在氣-液兩相體系，相同Vs以及PTm條件下，整體氣含率由高到低排序依次為:PDT+2WHD、HEDT+2WHD、HEDT+2WHU;而在氣-液-固三相體系中，整體氣含率由大到小的組合為:HEDT+2WHD、HEDT+2WHU、 PDT+2WHD。(5)攪拌槳型優(yōu)化:氣-液兩相體系操作推薦組合槳型為PDT+2WHD;氣-液-固三相體系推薦組合槳型為HEDT+2WHD或HEDT+2WH