论文部分内容阅读
本实验是以标准椭圆封底,直径为0.48m的有机玻璃槽为搅拌槽。分别以不同浓度的糖浆水溶液体系和羟甲基纤维素钠水溶液体系,以改进的偏框式桨-内外双螺带组合桨和变径螺带式桨-内外双螺带组合桨为搅拌桨,分别用实验和ANSYS CFX数值模拟两种手段研究这两种组合桨的功率消耗特性和混合性能特性。经实验数据处理后分析结果表明:在层流内,改进的偏框式桨-内外双螺带组合桨的Kp值约是变径螺带桨-内外双螺带组合桨的Kp值的1.5倍;改进的偏框式桨-内外双螺带组合桨的Kp值为158,而变径螺带桨-内外双螺带组合桨的Kp值为101。单就底桨来说,在层流区内,改进的偏框式底桨的Kp值约为90.8,变径螺带底桨的Kp值约为30.9;当改变实验物系的液位时,改进的偏框式底桨和变径螺带式底桨的Np值均变化不大,这一点和于飞在研究液位对功率的影响所得出的结论一致。在低液位高粘度,相同的单位体积输入功下,改进的偏框式桨-内外双螺带组合桨和变径螺带桨-内外双螺带组合桨二者的绝对混合时间相差不大;在中等粘度时后者的绝对混合时间比前者少。综合考虑功率及混合时间比较这两种组合桨的混合性能后发现,在相同的雷诺数下,改进的偏框式桨-内外双螺带组合桨表现出良好的混合性能。同时,在同等输入功率条件下,,改进的偏框式桨-内外双螺带组合桨的底部达到混合要求所用的绝对混合时间比变径螺带桨-内外双螺带组合桨达到混合要求所用的绝对混合时间能缩短一倍。通过数值模拟后发现,这两种组合桨的功率消耗和实验值较吻合。在同等输入单位体积输入功下,与变径螺带桨-内外双螺带组合桨相比,改进的偏框式桨-内外双螺带组合桨具有底部混合好,流体高速区占全槽的体积大的特点;但在搅拌轴附近的流速较低,这两种组合桨搅拌槽内的流体都表现了这种现象。最后,又对三叶后掠式和两叶CBY组成的多层桨的混合特性及功率消耗状况做了初步的研究。