同心雙軸攪拌器混合、傳熱和功耗特性的研究.pdf

1、混合是最基本的單元操作，在過(guò)程工業(yè)應(yīng)用廣泛。攪拌器對(duì)混合過(guò)程的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要，要求其具有良好的混合性能和傳熱特性。傳統(tǒng)攪拌器大多為單軸攪拌器，適用的粘度范圍較窄，而雙軸攪拌器很好的克服了這一弊端，具有寬粘度適應(yīng)性。但目前有關(guān)雙軸攪拌器性能的研究很少，其優(yōu)化設(shè)計(jì)與應(yīng)用缺少指導(dǎo)。因此，結(jié)合同心雙軸攪拌器工程應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)工況和需求，本文對(duì)由內(nèi)部高速雙層槳（上層槳為四斜葉渦輪槳，下層槳為六直葉圓盤渦輪槳）和外部低速框式槳組成的雙軸攪拌器在層流和過(guò)渡

2、流區(qū)的混合、功耗及傳熱性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬。
　　 實(shí)驗(yàn)在直徑和高度均為1000mm的帶標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭底的不銹鋼制雙軸攪拌釜平臺(tái)上進(jìn)行。攪拌釜外側(cè)焊有螺旋纏繞的半管夾套，夾套內(nèi)通導(dǎo)熱油或冷卻水對(duì)釜內(nèi)物料進(jìn)行加熱或冷卻。實(shí)驗(yàn)過(guò)程測(cè)定了同心雙軸攪拌器在三種運(yùn)動(dòng)模式（單軸攪拌、雙軸反向和雙軸同向）下的傳熱參數(shù)，計(jì)算了各工況下釜體內(nèi)壁面的平均傳熱系數(shù)，同時(shí)依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過(guò)擬合回歸得到適于該配置雙軸攪拌器的傳熱關(guān)聯(lián)式。
　　

3、 利用商業(yè)軟件Fluent對(duì)雙軸攪拌器的混合特性、功耗特性和傳熱特性進(jìn)行了數(shù)值模擬。通過(guò)將不同工況下混合特性（流場(chǎng)、速度場(chǎng)、質(zhì)量流量、剪切率和流量準(zhǔn)數(shù)）和功耗特性數(shù)值模擬結(jié)果的比較，明確了適宜的運(yùn)動(dòng)模式和優(yōu)化的操作參數(shù);通過(guò)數(shù)值模擬，還得到了攪拌釜內(nèi)壁面的局部傳熱系數(shù)，可以更好地了解雙軸攪拌器的傳熱性能。
　　 本文對(duì)同心雙軸攪拌器的實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬研究表明，雙軸攪拌在粘稠體系中的綜合性能優(yōu)于單軸攪拌，內(nèi)外槳同向旋轉(zhuǎn)模式下的混合效