论文部分内容阅读
搅拌槽内的气体分散是影响气-液反应的重要因素。目前的研究主要集中在对气-液搅拌槽的实验研究以及单层六直叶涡轮桨搅拌槽的数值模拟上,采用计算流体力学(CFD)方法对多层桨搅拌槽内气-液两相流的数值模拟研究较少。 本文采用Euler-Euler双流体模型处理气.液体系、标准κ-ε湍流模型处理液相主流域的湍动和多重参考系(MFR)处理搅拌槽内的旋转和静止区域,对水-空气物系进行数值模拟。 使用CFD商用软件FLUENT,在不考虑气泡的凝并和破碎条件下,采用单一气泡尺寸,对多层桨(HEDT+2WH_U)搅拌槽内的气-液体系进行数值模拟。研究了通气流量和搅拌转速对功率准数、通气搅拌功率和总体气含率的影响,模拟结果与实验值吻合较好。 针对多层桨(BT-6+2MF_U)搅拌槽内气-液两相流动,基于CFD商用软件CFX,采用多尺度模型(MUSIG)将气泡定义为不同尺寸分布的五组,采用简化的群体平衡模型(PBM)来考虑气泡在搅拌槽内的凝并和破碎,计算得出不同尺寸气泡所占的分率及搅拌槽内气泡尺寸分布。模拟计算了不同通气流量及搅拌转速下的气泡尺寸分布、局部气含率等。研究结果表明:局部气含率在上层桨的附近区域会出现一个局部的峰值,这与实验结果相一致。 本文结果可为进一步研究多相搅拌槽数值模拟提供参考。