射流循環(huán)DTB結(jié)晶器的水力學模擬與實驗.pdf

1、射流技術(shù)廣泛應(yīng)用于混合和傳動過程，用射流實現(xiàn)DTB結(jié)晶器內(nèi)攪拌槳軸向推進功能，可有效降低由攪拌槳和晶體碰撞引起的二次成核，提高產(chǎn)品粒度。本文通過模擬，優(yōu)化以及實驗，研究了DTB結(jié)晶器導(dǎo)流筒的結(jié)構(gòu)和流場，為射流循環(huán)DTB結(jié)晶器設(shè)計和優(yōu)化提供指導(dǎo)。具體的研究內(nèi)容如下:
　　采用RNG k-ε湍流模型對直導(dǎo)流筒射流DTB結(jié)晶器的單相流流場進行了數(shù)值模擬，選取最優(yōu)導(dǎo)流筒筒徑，并利用歐拉多相流模型對該結(jié)構(gòu)下的結(jié)晶器進行模擬分析。結(jié)果表明，導(dǎo)

2、流筒內(nèi)射流滿足線性擴展，軸向速度分布基本滿足高斯分布。剛進入導(dǎo)流筒內(nèi)的射流主體段，軸線速度倒數(shù)與流程呈良好的線性關(guān)系，隨射流發(fā)展，軸線速度加速衰減。在噴嘴入口直徑恒定時，循環(huán)速率比(γ)隨導(dǎo)流筒擋板間環(huán)隙面積與導(dǎo)流筒橫截面積比（β)的增加呈先增大再減小的趨勢，存在最優(yōu)值。直導(dǎo)流筒為最優(yōu)直徑時，射流DTB結(jié)晶器中導(dǎo)流筒內(nèi)顆粒濃度分布沿徑向方向減小，其循環(huán)速率比較單相流模擬結(jié)果略低，但基本可實現(xiàn)顆粒濃度較為均勻的分布，滿足DTB結(jié)晶器的水力

3、學要求。
　　參照射流泵結(jié)構(gòu)對結(jié)晶器導(dǎo)流筒進行優(yōu)化，利用RNG k-ε湍流模型模擬了不同結(jié)晶器內(nèi)的流場，分析不同導(dǎo)流筒結(jié)構(gòu)下射流DTB結(jié)晶器內(nèi)流體流動;利用組分輸運模型對結(jié)晶器有效區(qū)域進行階躍示蹤法實驗，考察其混合特性;利用滑移網(wǎng)格法模擬常規(guī)DTB結(jié)晶器內(nèi)的流動性質(zhì)，并與射流DTB結(jié)晶器的流場和能耗進行對比;利用歐拉多相流模型模擬不同導(dǎo)流筒結(jié)構(gòu)的射流DTB結(jié)晶器的顆粒濃度場，對比顆粒濃度分布。結(jié)果表明，參照射流泵結(jié)構(gòu)優(yōu)化的導(dǎo)流筒提

4、高了內(nèi)循環(huán)量，本例中較直導(dǎo)流筒最高提升23％，同時對結(jié)晶器內(nèi)的混合有一定的促進作用。同時，相同內(nèi)循環(huán)流量下，射流泵DTB結(jié)晶器與常規(guī)DTB結(jié)晶器相比，單位體積能耗稍小。射流循環(huán)可較好的實現(xiàn)DTB結(jié)晶器內(nèi)顆粒懸浮，且相比于其它射流DTB結(jié)晶器，結(jié)構(gòu)優(yōu)化的射流泵DTB結(jié)晶器顆粒分布更加均勻，顆粒相的內(nèi)循環(huán)量更高。因此射流泵導(dǎo)流筒的優(yōu)化，不僅使射流方案滿足DTB結(jié)晶器溶液充分混合、顆粒均勻懸浮的水力學要求，在能耗上較常規(guī)DTB結(jié)晶器也有一定優(yōu)