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利用FLUENT软件对200tβ-胡萝卜素发酵罐中的三维流场进行了数值模拟,考察了发酵罐内的流型和湍流强度分布情况,研究了搅拌罐内的混合情况,并计算了搅拌功率。模拟结果表明:罐体内部有一大流环,大部分发酵液都处于大循环中;通过湍流强度的分布情况可得,BTD桨叶叶端处的湍流强度最大,混合和剪切的效果最好;通过模拟计算出搅拌功率,为发酵罐的设计提供参考;混合时间的大小与加料位置有关,但桨叶区不同位置加料所得的混合时间相近;在同一位置加料,不同监测位置得到的混合时间不同,监测点在液面附近时混合时间最长。通过对不同桨叶浸没深度L0(N1:L0/dj=2.33;N2:L0/dj=3;N3:L0/dj=3.67)的发酵罐进行三维流场模拟,对比分析了桨叶间距及桨叶浸没深度对流场、湍流强度及混合时间的影响,结果表明:搅拌器靠近液面布置时,发酵罐内的流型最对称,顶层桨叶上方的流体越靠近桨叶,流体的环向速度越大;运用湍流强度来表征发酵罐内的混合情况,N1的平均湍流强度与N2相差很小,可以认为两种桨叶布置形式的混合效果相当,N3的平均湍流强度最小,混合效果最差;从示踪剂的浓度扩散图和各监测点的混合时间可得,N1罐内的示踪剂扩散速度最快,所需的混合时间最少;三种桨叶布置形式下搅拌功率基本相同,可认为搅拌器的间距对功率的影响很小。就总体效果而言,N1桨叶布置形式最为合理。