柔性槳葉攪拌槽內(nèi)流固耦合特性的研究.pdf

1、攪拌是化工工業(yè)中常用的操作單元，攪拌槽內(nèi)結(jié)構(gòu)受力情況及流體流動情況對化工過程的安全和高效生產(chǎn)有著重要影響。擋板、槳軸等構(gòu)件受流體沖擊作用產(chǎn)生形變，形變影響周圍流體運動，加劇流動的不穩(wěn)定性，從而使攪拌結(jié)構(gòu)產(chǎn)生二次形變。攪拌槽內(nèi)這種流體與結(jié)構(gòu)的相互作用稱為流固耦合現(xiàn)象(FSI，F(xiàn)luid-Structure Interaction)。
　　本文在直徑為480 mm全擋板圓形攪拌槽內(nèi)進行實驗，采用超彈性NiTi合金制作柔性槳葉，利用高速

2、相機進行高頻拍攝，捕獲不同轉(zhuǎn)速下柔性槳葉變形，統(tǒng)計得到各轉(zhuǎn)速下槳葉的平均變形并探究其振動特性。發(fā)現(xiàn)平衡位置、位移幅值、幅值波動量均隨轉(zhuǎn)速的提高而增大，擋板對葉片的變形量有一定影響，擋板位置處葉片變形量小，擋板間葉片變形量大。根據(jù)柔性槳葉的平均變形采用高碳鋼制作剛性彎葉槳葉，通過高精度三分量力矩傳感器獲取剛性槳軸端力矩（彎矩和扭矩），發(fā)現(xiàn)相同轉(zhuǎn)速下，柔性槳葉的彎矩略高于剛性彎葉槳葉，彎矩幅值分布差別很小，而扭矩則明顯大于剛性彎葉槳葉。