敏化機(jī)設(shè)計(jì)及其攪拌槽內(nèi)三維流場(chǎng)數(shù)值模擬.pdf

1、井下炸藥裝填車是集原料運(yùn)輸、炸藥混制、炮孔裝填于一體的機(jī)電一體化高科技產(chǎn)品，被廣泛應(yīng)用在煤礦、金屬等礦山開(kāi)采過(guò)程中。乳化炸藥井下裝藥車通常由地面輔助設(shè)施提供乳膠基質(zhì)，并在工作現(xiàn)場(chǎng)敏化后輸送入炮孔。敏化工序是井下裝藥車的最重要環(huán)節(jié)，所以敏化機(jī)的設(shè)計(jì)是開(kāi)發(fā)井下裝藥車的關(guān)鍵。敏化的目的在于使炸藥有合適的密度可以保證良好的爆炸性能。敏化的操作過(guò)程是將敏化劑加入乳膠基質(zhì)中進(jìn)行混合和攪拌得到乳化炸藥，除了良好的工藝條件，攪拌器的合理設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)形式

2、和外形尺寸等是影響混合效率和效果的關(guān)鍵因素。
　　本文采用三維CAD軟件Solid Edge對(duì)敏化機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，然后利用流體力學(xué)軟件FLUENT對(duì)敏化機(jī)攪拌槽內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行模擬仿真，分析兩種攪拌槳形式下攪拌槽內(nèi)流動(dòng)場(chǎng)，考察結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。
　　本文采用CFD方法，選擇MRF方法和標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型，以水和乳膠基質(zhì)為介質(zhì)模擬了雙螺帶槳攪拌槽和多層斜葉槳攪拌槽內(nèi)單相流的流場(chǎng)，比較了兩種槳型的攪拌槽內(nèi)流場(chǎng)，分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，
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3、.兩種攪拌槳槽內(nèi)牛頓流體和非牛頓流體所形成的流型差異較大。非牛頓流體形成較大的漩渦循環(huán)，而牛頓流體在軸兩側(cè)幾乎呈垂直分布，接近槽壁處有小的循環(huán)。
　　2.兩種槳型下不同流體軸向、徑向和切向速度沿徑向的變化規(guī)律不同。多層斜葉槳徑向流動(dòng)強(qiáng)烈，雙螺帶槳軸向流動(dòng)強(qiáng)烈。
　　3.攪拌槳葉尖端迎流面受到的壓力最大，相同轉(zhuǎn)速和攪拌物系下，多層斜葉槳槳葉尖端壓力更大，更容易造成槳葉的變形和損壞。
　　4.流場(chǎng)速度隨著攪拌轉(zhuǎn)速的增大而增

4、加，攪拌轉(zhuǎn)速對(duì)流型并無(wú)影響。
　　5.兩種槳型相比，雙螺帶槳攪拌功率略大于多層斜葉攪拌槳。
　　選擇攪拌效果較好的雙螺帶槳，采用歐拉模型，進(jìn)行攪拌槽內(nèi)固—液兩相流的模擬，模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，攪拌槽內(nèi)固液兩相流流型與單相流流場(chǎng)相似，混合液在雙螺帶攪拌槽內(nèi)形成了以軸向循環(huán)為特征的流場(chǎng)，有利于提高溶液均一化速度，使兩種物料得以快速、高效混合;攪拌槽內(nèi)固相分布均勻，說(shuō)明雙螺帶槳的混合作用較好。分散相玻璃微珠顆粒的加入使得固液兩相體系的粘度