攪拌釜內(nèi)對(duì)流傳熱過程的強(qiáng)化及應(yīng)用研究.pdf

1、含能化合物是生產(chǎn)制造混合炸藥、發(fā)射藥、固體推進(jìn)劑的基本材料，在國防建設(shè)中有重要的地位。在含能化合物的制備過程中常常伴有強(qiáng)放熱反應(yīng)，反應(yīng)放熱量大且放熱迅速。如果反應(yīng)熱不能及時(shí)移出，會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)熱積蓄，局部溫度過高而引發(fā)安全問題。為了解決某工業(yè)級(jí)規(guī)模含能材料合成過程中反應(yīng)釜內(nèi)的傳熱問題，本文對(duì)攪拌釜內(nèi)的對(duì)流傳熱過程的強(qiáng)化進(jìn)行了研究。首先對(duì)帶盤管的攪拌釜進(jìn)行了多組傳熱實(shí)驗(yàn)，測定了不同攪拌槳組合下盤管外側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)，然后對(duì)帶盤管攪拌釜內(nèi)的傳熱

2、過程進(jìn)行了CFD模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。最后對(duì)某含能材料合成中的工業(yè)級(jí)反應(yīng)釜進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)硝化反應(yīng)釜進(jìn)行了模擬優(yōu)化。論文主要內(nèi)容如下:
　　1.對(duì)八種不同攪拌槳組合下的攪拌釜內(nèi)對(duì)流傳熱過程進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，測定了每種攪拌槳組合在不同轉(zhuǎn)速下盤管外側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)，為強(qiáng)放熱反應(yīng)釜設(shè)計(jì)過程中攪拌槳組合方式的選擇提供了參考。
　　2.通過計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT對(duì)帶盤管攪拌釜內(nèi)的非穩(wěn)態(tài)換熱過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，得到了攪拌釜內(nèi)流場、溫度場和盤

3、管內(nèi)外兩側(cè)平均對(duì)流傳熱系數(shù)。為了使模擬的傳熱過程更接近于真實(shí)傳熱，本文對(duì)盤管內(nèi)外兩側(cè)的對(duì)流傳熱和盤管自身導(dǎo)熱過程同時(shí)進(jìn)行了模擬計(jì)算，采用對(duì)盤管分段劃分網(wǎng)格的方法解決了彎曲盤管內(nèi)外兩側(cè)邊界層網(wǎng)格劃分的難題。通過數(shù)值模擬方法獲得的盤管外側(cè)對(duì)流傳熱系數(shù)與實(shí)驗(yàn)測得值基本相符，盤管內(nèi)側(cè)模擬對(duì)流傳熱系數(shù)值與經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算值吻合較好，對(duì)工程應(yīng)用有較好的實(shí)用價(jià)值。
　　3.對(duì)某含能材料合成中的工業(yè)級(jí)硝化反應(yīng)釜進(jìn)行了設(shè)計(jì)和模擬優(yōu)化，針對(duì)模擬發(fā)現(xiàn)的問題