雙層槳攪拌槽內(nèi)流動場的PIV研究.pdf

1、渦輪槳攪拌槽廣泛應(yīng)用于化工、生物、石化、食品和制藥等過程工業(yè)，以強(qiáng)化單相或多相流體間的混合和反應(yīng)，因此，其內(nèi)部的流動特性對工業(yè)設(shè)計及優(yōu)化具有重要影響。本文采用PIV測量技術(shù)對多種槳葉及流型下攪拌槽內(nèi)的流動特性進(jìn)行研究，為其工業(yè)應(yīng)用及優(yōu)化設(shè)計提供指導(dǎo)和參考。 本文在直徑為0.476m的平底有機(jī)玻璃攪拌槽內(nèi)，保證液位高為1.4倍槽直徑，采用三對槳葉直徑分別為D<,1>=0.33T， D<,2>=0.40T和D<,3>=0.50T的R

2、ushton渦輪槳，利用高分辨率PIV測試技術(shù)，對多種復(fù)雜流型下槳葉的流場、平均速度、湍流動能和尾渦結(jié)構(gòu)進(jìn)行實驗研究。其中通過改變槳葉之間的層間距和槳葉離底距離可以產(chǎn)生三種流型：平行流、合并流和分散流。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：三種槳葉，保持C<,1>=D不變，C<,2>≥0.40T，C<,2>≥0.38T和C<,2>≥0.32T情況下產(chǎn)生平行流；保持C<,1>=D不變，C<,2>≤0.38T,C<,2>≤0.36T和C<,2>≤0.27T情況下產(chǎn)生合

3、并流；當(dāng)保持C<,2>=D不變，C<,1>≤0.15T情況下產(chǎn)生分散流。在同一個攪拌槽中采用固定Re數(shù)計算D/T=0.3,0.4,0.5的槳平行流時排量系數(shù)N<,Q>，下層槳的值分別為0.757，0.842和0.894，上層槳的值分別為0.798，0.800和0.820，由此可見，隨著槳葉直徑的增加，上下層槳間的相差值也在增加。同時還研究每隔10°分散流尾渦的變化，結(jié)果表明：最大的湍動能出現(xiàn)在兩個尾渦的中間，無因次化數(shù)值為0.12-0.