機(jī)械攪拌式浸出槽固液兩相流數(shù)值模擬與優(yōu)化.pdf

1、機(jī)械攪拌式鋅浸出槽是目前濕法煉鋅浸出工序的主要設(shè)備。由于槽內(nèi)存在攪拌狀況不佳，速度分布不均勻，槽底部沉淀嚴(yán)重等問(wèn)題，使得鋅浸出率較低。本文應(yīng)用數(shù)值模擬方法研究浸出槽內(nèi)固液兩相流動(dòng)及槽內(nèi)固相懸浮狀況的規(guī)律，對(duì)解決槽底沉積、提高鋅浸出率具有重要意義。
　　 本文以某企業(yè)圓形浸出槽為研究對(duì)象，基于Fluent軟件，采用歐拉-歐拉多相流模型、標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型、多重參考系法，對(duì)浸出槽內(nèi)固液兩相流動(dòng)過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，將臨界離底懸浮轉(zhuǎn)

2、速的數(shù)值模擬結(jié)果與Zwietering臨界轉(zhuǎn)速進(jìn)行了比較，兩者吻合較好，驗(yàn)證了模型的有效性。
　　 基于數(shù)值模擬方法，研究了槳葉間距、阻尼板寬度、槳葉離底高度對(duì)浸出槽內(nèi)流場(chǎng)的影響規(guī)律。結(jié)果表明:在一定范圍內(nèi)增大槳葉間距有利于固相分布均勻，從而促進(jìn)固液相之間的傳質(zhì)擴(kuò)散;增大阻尼板寬度有利于槽內(nèi)固相的上浮，但當(dāng)增大到一定寬度后，對(duì)固相上浮的影響變小;在允許范圍內(nèi)降低槳葉離槽底高度和槽底中心加凸臺(tái)對(duì)改善底部沉積具有明顯效果，但底部槳葉

3、所承受的壓力將隨槳葉離槽底高度減小而增大。
　　 采用示蹤劑方法對(duì)不同槳葉間距、阻尼板寬度以及底層槳葉離底高度下浸出槽內(nèi)液相停留時(shí)間進(jìn)行了數(shù)值模擬，平均停留時(shí)間為1400s左右，出口處濃度峰值時(shí)間較短(130～190s)，存在局部“短路”現(xiàn)象。結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化對(duì)平均停留時(shí)間的影響不大，但對(duì)峰值時(shí)間影響較大。槳葉間距為槳葉直徑的1.5倍時(shí)槽內(nèi)“短路”最為嚴(yán)重，阻尼板寬度增加以及槳葉離底高度太低時(shí)，使峰值時(shí)間減小，不利于浸出。