大三角形搅拌器泵混机理

采用多普勒激光和局部静压测试装置,对文题进行了试验,並与涡轮搅拌器进行比较。试验发现,大三角形搅拌器较涡轮搅拌器具有较高的局部速度和均匀的速度分布及局部湍流强度大的优点。大三角形桨分散液滴主要靠湍流流动而不是由桨叶直接剪切分散,因此,在搅拌器周围可避免产生过细液滴,消耗较低功率就能获得均匀的液滴及分布,同时,该搅拌器优越的泵送能力和大体积流的高抽吸力,通过总抽吸头的测量亦被证实。     

高效搪瓷板框桨的悬浮特性研究

以化工、医药等行业中涉及的固体悬浮问题为背景,设计开发了高效搪瓷板框桨（ＭＧＩ）。通过冷模实验探讨了这一搅拌器的悬浮性能、功耗及混合时间;给出了Ｒ１－ＭＧＩ桨临悬浮搅拌转速及Ｒ１、Ｒ６－ＭＧＩ桨功率准数的关联式。实验结果表明：ＭＧＩ桨结构简单、易搪瓷化,悬浮瓷化,悬浮性能良好;同锚式桨、翼型轴流桨相比,其悬浮均匀性可明显提高,且具有较低的颗粒临界悬浮转速（ｎＪｓ）;在相同功耗下,Ｒ６－ＭＧＩ桨与锚     

搪玻璃容器布尔马金式开启涡轮式搅拌器

武进县化工搪瓷厂最新试制成功的搪玻璃容器布尔马金式搅拌器和搪玻璃容器开启涡轮式搅拌器,于1991年12月16日通过省级鉴定。该产品是致力开拓搪玻璃搅拌器的新型式,以此满足当今化工、制药等行业迅猛发展的需要。原搪玻璃容器的搅拌器为锚、框、桨、叶轮四种型式,该厂仍继续生产     

搅拌对多黏类芽孢杆菌发酵氧传递过程的影响及CFD模拟

以羧甲基纤维素钠水溶液(CMC)为液相,空气为气相,研究了不同桨型组合、体系黏度、气量、桨间距、气体分布器等对搅拌过程中氧传递的影响。结果表明：在CMC体系中,下层用径向流的涡轮斜叶桨、上层用轴向流的翼型桨有利于氧传递。当单位体积功率P/V≥1.5 kW/m3时,涡轮斜叶翼型组合桨（SRT-HI）比传统的双层透平组合桨（RT-RT）的传质系数提高约10%,且高径比越大,SRTHI优势越明显。进一步用CFX11.0进行模拟,得到了不同桨型组合下气液两相的速率、气体和氧传质系数的分布等。并在50 L发酵罐中分别采用SRTHI与RTRT研究了搅拌对多黏类芽孢杆菌HY96-2发酵溶氧影响的热模实验,结果表明,在P/V=1.6 kW/m3条件下采用SRT-HI发酵,过程中体系的溶氧情况明显好于采用RTRT时的溶氧情况。     

搅拌桨叶的改进

在高粘度的胶状体搅拌设备中，常采用折叶桨式搅拌器，这种装叶结构简单、加工方便，但搅拌效果并不理想，且随着搅拌介质粘度的增加，搅拌的效率及均匀性明显下降。1折叶桨结构在对厂里的打胶机进行技改时，我们对桨叶作了较大改进，使其生产效率大为提高。本文所述打胶机，是     

多层桨搅拌槽内的宏观混合特性

在直径为0.476 m的搅拌槽内,采用电导法测定搅拌槽内单层桨和多层桨体系的混合时间。对于单层桨体系,在相同的搅拌输入功率下,不同类型的径向流桨和轴向流桨具有相同的混合时间。对于窄叶翼型CBY搅拌桨,在相同的搅拌输入功率下,单层、双层以及三层CBY搅拌桨的混合时间基本相同;而对于六直叶涡轮桨DT-6,在相同的搅拌输入功率下其混合时间随桨叶层数的增加而加长;多层CBY桨的混合时间远低于多层DT-6搅拌桨的混合时间。     

气—液—固相体系颗粒完全离底悬浮的临界搅拌转速

在机械搅拌槽中，使用翼形轴流桨（Ｋ４）、涡轮桨（ＤＴ）、６叶４５°斜叶桨（６ＰＴＤ、６ＰＴＵ）（排出流向下、向上），对低粘度物系气－液－固三相体系的颗粒完全离底悬浮的临界搅拌转速Ｎ_（ＪＳＧ）作了实验研究，阐明了不同搅拌桨结构下，悬浮液浓度及通气量对Ｎ_（ＪＳＧ）的影响规律。实验得出在相同的悬浮液浓度及通气量下，Ｋ４的Ｎ_（ＪＳＧ）最低。     

化工机械搅拌器示图

化工生产过程中,为了加速传热,传质及化学反应,有时也为获得多种物料混合体(悬浮液、乳浊液等),普遍采用着各种型式的机械搅拌器,如:桨式,旋桨式及涡轮式等。对这些搅拌器的功率计算不仅是为了选配功率适当的电机,重要的是这些功率的计算往往是搅拌器的结构强度及传动机械设计的依据。但由于影响搅拌功率的参数很多,如搅拌型式、直径、转速、物料密度、粘度等,还有有关的几何特征,设备内的附加装置、材料的粗糙情况等,均对功率有较大影     

自吸式涡轮搅拌桨的性能研究

系统地测定了自吸式双圆盘六叶涡轮桨应用于气-液-固三相浆态搅拌反应器的性能。研究了吸入气体的临界转速、表征搅拌桨对气体抽吸能力的吸气压力、气体自吸的吸入流量、搅拌功率、气含率、气液分散性能和气液传质规律,以及固体催化剂颗粒的悬浮问题。采用磁钢密封结合自吸式涡轮搅拌桨的三相浆态搅拌反应器,比较适宜于精细化学品合成的工艺研究及本征动力学测定,并对中小规模三相浆态反应工艺的连续化生产提供了可行性研究。     

双层桨结构自吸式反应器的气含率

根据单层桨自吸式反应器吸入的气体主要集中在反应器上部的缺陷,采用了4种桨型作为下层搅拌桨,并研究了下层桨桨径、桨间距和导流筒的影响。测定了釜内总气含率与釜下半部的气含率,发现下层桨不仅决定气含率在釜下部的分布情况,而且对自吸式桨的气体吸入量也有很大影响,与理论推导的结果完全吻合。找到了合适的搅拌浆组合形式,该组合符合流体力学理论,在工业装置上的应用取得成功。     

非牛顿流体的微观混合

采用改进的化学偶合法，研究了半连续搅拦槽内粘稠介质的微观混合规律，分析了物系粘度、搅拦转速、加料速度及其体积比，浆型及其组合对微观混鸽 有征参数－分隔指数的影响。结果表明，粘度增加使微观混合变差，但是分隔指数的变化幅度因粘度范围而异；提高搅拦转速对于改善微观混合的作用有限，尤其假塑性充体的这一相应的限定转速更低；雷诺数不能作为放大准则；兼顾剪切循环作用的组合浆具有改进非牛顿粘稠介质微观混合的显著效     

基于计算流体力学技术的胸主动脉瘤血流动力学研究

目的 探讨基于计算流体力学技术的个体化胸主动脉瘤的血流动力学模型在胸主动脉瘤生长、破裂机制研究中的作用.方法 用Mimics软件读取患者CT血管造影医学数字成像和通讯标准(DICOM)数据,重建三维个体化胸主动脉瘤模型,假设动脉血流为层流、不可压缩、牛顿流体,入口血液流速随时间周期性变化,应用有限体积法FLUENT软件进行非定常血流数值模拟,分析与动脉瘤生长、破裂相关的血流动力学参数.结果 数值结果得到胸主动脉瘤在心动周期不同时刻的血流速度及壁切应力分布.收缩期近端瘤颈的血流速度显著高于扩张的动脉瘤体的血流速度,射血进入动脉瘤,冲击动脉瘤体近端的外侧壁.动脉瘤内的射血峰值瞬时流线显示血流冲击动脉瘤壁,瘤体内观察到呈右手螺旋的涡流.高切应力分布于近、远端瘤颈以及血流直接冲击动脉瘤壁的位置,瘤体呈大范围的的低切应力分布.结论 重建的个体化胸主动脉瘤模型,用于血流动力学数值模拟研究,可分析胸主动脉瘤生长、破裂机制.     

三维复杂血管内非牛顿血液流动数值模拟

目的:探讨三维复杂血管内的血液流动特性进行非牛顿血液流动数值模拟研究。方法:采用计算流动动力学数值方法对三维复杂血管内的血液流动特性进行了模拟计算研究,并对基于牛顿流和非牛顿流的计算结果进行了比较,并分析相关的影响。结果:在三种入流速度下,牛顿流与非牛顿流的数值计算结果比较相似,两种模型的计算结果的差别主要表现在主血管竖直段内侧及分支血管外侧处的低速区,牛顿流范围比非牛顿流的结果稍大。结论:适当的非牛顿粘性血液模型数值模拟计算结果的精度更高。     

PIV和CFD在搅拌桨设计和优化中的应用

综述了激光粒子图像速度场仪(PIV)和计算流体力学(CFD)技术在搅拌桨设计和优化中的应用,阐述了PIV的实验测量基本原理及从平面PIV向三维PIV的发展趋势。目前,CFD数值模拟方法主要集中在雷诺平均方法(RANS)和大涡模拟方法(LES),而直接数值模拟方法由于物性模型精度以及计算量等原因尚难以工程化直接应用。通过CFD数值模拟方法和PIV实验方法验证,探究搅拌槽式反应器中速度场、剪切场、湍流动能耗散速率场等微观信息,进一步可以得到循环流量、平均剪切速率、搅拌功率、混合时间等宏观信息,这些结果将有助于对搅拌反应器中的流动与混合过程的深入剖析。随着高性能计算技术的发展,CFD数值模拟方法将会得到更大的应用,其与先进的三维PIV技术的耦合,将成为搅拌反应器设计与优化的重要方法。     

一种适用于多模态过程监控的集成统计指标

具有多模态特性的工业过程的数据分布呈现出与单模态过程不同的特性。在构造监控指标时,不仅要能够概括每个模态内部的数据统计特征,还要充分考虑到不同模态之间的信息。传统的T2和SPE统计量在多模态过程中可能无法实现这一目标。提出了一种融合多模态统计信息的全局监控统计量,在贝叶斯推论的框架下,通过对每个模态的局部马氏距离赋予相应权重来实现对多模态数据的描述。通过多模态的连续反应搅拌釜(CSTH)仿真实验,验证了全局监控指标的有效性和灵敏性。     

RTM中纤维结构对树脂浸渍影响的数值模拟

在树脂传递模塑成型（RTM）中,缩减充模时间以及降低气泡含量是该工艺不断完善的两个关键。本文以牛顿流体为基础,结合Navier-Stokes方程组,构建了二维双尺度气液两相流模型。采用有限体积法（FVM）求解计算域流场物理量,并利用流体体积（VOF）界面追踪技术实现了等温充模阶段的模拟。综合分析了充模阶段流场物理量的变化情况,研究了纤维结构以及树脂黏度对充模时间以及气泡形成与排除的影响,并与分析结果和实验结果进行对照,吻合度较高。数值计算结果表明,二维双尺度模型能准确反映树脂的充模过程。对于低黏度熔体,编织纤维的横纵向孔隙宽度均有一个最佳尺寸,此外,树脂黏度的增加会影响气泡在纤维中的形成以及排除过程,从而影响最终的充模时间。     

同轴双圆筒流变仪中牛顿流体的突然起动过程

同轴双圆筒流变仪中流体的惯性对测量结果有很大影响，作者给出了该类流变仪内牛顿流体起动过程中的解析解。     

硬壁狭缝中流体密度分布的密度泛函理论

采用密度泛函展开理论对位于两硬壁之间的硬球流体有Lennard-Jones（J－J）流体密度分布进行了研究，并与计算机模拟结果进行了比较。对于硬球流体，理论值与模拟值相吻合，只有密度较高时在壁面附近略有差别；而对于L－J流体，当T^*很高时，理论计算和模拟的吻合程度接近于硬球流体，而当T^*偏代时，理论计算与模拟有较大差别。     

聚醚砜-羟基磷灰石混合溶液的流变性能

采用N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂配制含羟基磷灰石(HAP)的聚醚砜(PES)溶液,研究了PES-HAP-DMAc体系的流变曲线以及HAP的质量分数、混合溶液温度等对流变性能的影响。结果表明：混合溶液的非牛顿指数（n）随着温度的升高、HAP质量分数的增大而降低,表现为非牛顿流体。     

同轴射流中颗粒流振荡弥散的LES-DPM模拟

采用大涡模拟(LES)和离散颗粒法(DPM)耦合对颗粒流在同轴射流中的振荡弥散模式进行了模拟。在考虑孔隙率和颗粒间碰撞作用的情况下,在Fluent中通过自定义函数对该模型进行了模拟。数值计算结果表明,LES DPM能较好地再现颗粒流在同轴射流中振荡弥散的模式,且模拟结果与实验结果吻合较好,获得了振荡弥散时的流场结构,加深了对振荡弥散的了解。