高固含量輕浮顆粒在粘稠體系下的攪拌混合研究.pdf

1、攪拌操作在石油、化工、食品、醫(yī)藥、肥料、染料、冶金、造紙以及污水處理等過(guò)程工業(yè)中應(yīng)用廣泛，在勻化、乳化、聚合和發(fā)酵等場(chǎng)合中發(fā)揮著重要作用。輕浮顆粒固-液攪拌混合不同于沉積顆粒的混合，它是將漂浮在液面的顆粒下拉并分散至攪拌釜中。目前有關(guān)固-液兩相流攪拌的研究大都針對(duì)沉積顆粒懸浮展開(kāi)，而對(duì)于輕浮顆粒下拉分散的研究相對(duì)較少，輕浮顆粒固-液混合攪拌釜設(shè)計(jì)等往往缺少理論指導(dǎo)，而實(shí)踐證明簡(jiǎn)單地照搬沉積顆粒固-液攪拌混合的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)是不合適的。本文采用

2、實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬的方法研究攪拌釜結(jié)構(gòu)和物性參數(shù)對(duì)輕浮顆粒下拉分散的影響，得到了顆粒下拉分散的臨界下拉轉(zhuǎn)速、功率、流場(chǎng)和濃度場(chǎng)等相關(guān)參數(shù)，為工業(yè)的實(shí)際應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。
　　本文首先在體系液相粘度為75.3mPa·s的攪拌釜中研究六斜葉開(kāi)啟渦輪槳、六直葉圓盤(pán)渦輪槳和推進(jìn)式軸流槳在不同的浸入深度、槳徑比和擋板布置方式下輕浮顆粒的下拉分散情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:上推式攪拌槳的臨界下拉轉(zhuǎn)速和功率要大于下壓式攪拌槳。最適合于輕浮顆粒下拉分散的攪

3、拌釜結(jié)構(gòu)為:攪拌槳采用下壓式軸流槳，浸入深度為S=0.25T，采用一個(gè)偏心布置的全深度擋板。
　　基于優(yōu)選的攪拌釜結(jié)構(gòu)，研究了液相粘度、固含量和顆粒大小等條件對(duì)輕浮顆粒下拉分散影響。研究表明:隨著體系液相粘度的增大，臨界下拉轉(zhuǎn)速和功率不斷增大;隨著固含量和顆粒的增大，臨界下拉轉(zhuǎn)速和功率也隨之增大。
　　本文最后用數(shù)值模擬的方法研究了三種攪拌槳的流場(chǎng)、濃度場(chǎng)和湍流強(qiáng)度分布。研究表明:當(dāng)曳力模型采用Gidaspow模型時(shí)，模擬結(jié)