2斜叶-框式组合桨釜内流场实验研究.pdf
《2斜叶-框式组合桨釜内流场实验研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2斜叶-框式组合桨釜内流场实验研究.pdf(6页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、搅拌是过程工业常用的单元操作,广泛应用于石油、冶金、制药、聚合物和食品等行业 。仅在三大人工合成高分子聚合物材料的生产过程中,搅拌设备就占据了相关设备总数的 以上 。搅拌桨作为聚酯合成反应釜中极其重要的部件,桨叶的合理设计与优化可提高搅拌效率并缩短聚酯合成反应时间。因而,研究搅拌釜内流体流动特性,有助于了解搅拌混合过程机理,对搅拌桨叶的结构优化设计、提高生产效率等具有重大意义 。粒子图像测速(,)技术具有对流场无干扰、测量精度高、多点测量和可测瞬态流场等优点 ,被广泛地应用到搅拌设备的流场测量 。付勤民等 采用粒子图像测速技术对双层改进型 桨搅拌槽内流体进行实验研究,实验结果表明转速增加引起桨
2、叶附近湍动增强,但整体流型变化不大;袁建平等 以黄原胶为搅拌介质,采用 技术研究了 斜叶桨带档板搅拌槽内流场流动情况,发现搅拌转速不仅改变流场的流型,也改变流场的流速、湍动能及涡量的分布和大小;周勇军等 对框式组合桨进行模拟分析,并利用 技术进行实验验证,研究结果表明桨间距的增加导致 桨间对流减弱,不利于 桨间流体的混合,当桨间距与釜内径的比值为 时,搅拌釜内的整体流动情况较好;方玉建等 利用 技术对 桨搅拌槽内非牛顿流体的内流特性进行研究,发现当非牛顿流体的质量分数较低时宜选择中等转速,当非牛顿流体的质量分数较高时宜选择高转速以有利于溶液混合和能源节约。但是,国内外对于 斜叶 框式桨组合使用
3、的实验研究鲜有报道。综上,课题组采用 实验对 斜叶 框式组合桨搅拌釜内的流场特性进行实验研究,重点考察桨间距、顶桨直径和搅拌介质黏度变化的影响,以期为聚酯合成工业搅拌桨参数优化提供参考。实验装置及方法 实验装置实验采用的搅拌釜底部为不锈钢标准椭圆形封头,筒体为圆柱形透明有机玻璃,为避免圆柱形筒体壁面对激光产生折射,故将搅拌釜置于 的透明有机玻璃方槽中进行实验,并保证方槽内清水液面与搅拌釜内介质液面平齐。此外还需用黑色遮光布将方槽除激光入射面和相机拍摄面以外的部分遮住,防止在拍摄平面产生明亮的光斑,从而造成较大的实验误差。实验前需将方槽内气泡消除,同时用黑色的哑光漆对改进型框式组合桨和搅拌轴表面
4、进行均匀喷涂,防止激光照射其表面时形成散射光对拍摄结果造成不利影响。图 为 系统的连接示意图,双脉冲激光器前后发射出的 、束激光在搅拌釜内呈现出个明亮的平面,同时 相机在很短时间内连续拍摄到 帧和 帧的示踪粒子图像,通过专用的 软件计算出示踪粒子的位移,然后计算出每个粒子的速度,最后通过 后处理软件得到实验所测量区域的流场分布。图 系统连接示意图 搅拌系统结构尺寸搅拌釜整体结构与尺寸如图 所示。搅拌釜内径为 、高度 为 、壁厚 为 ,釜内液面高度为 。组合桨由顶桨 斜叶桨和底桨框式搅拌桨组成,其直径分别用 和 表示。底桨离釜底距离为,桨层间距为,搅拌转速 为 ,斜叶桨倾斜角度 为 ,组合桨桨叶
5、宽度均为 、厚度均为。此外框式桨底部刮板处为标准半椭圆,搅拌釜及桨叶主要尺寸如表 所示。研究设计高晓斌,等:斜叶 框式组合桨釜内流场实验研究图 搅拌釜模型与尺寸 表 搅拌釜及桨叶主要参数表 图 不同桨间距下纯水的实验流型 实验方法实验首先以纯水为搅拌介质,当 时考察不同桨间距对釜内流动特性的影响,确定出最佳桨间距。选择最佳桨间距,以纯甘油为搅拌介质,考察顶桨直径 分别为 ,和 的 种工况下釜内流体流动状态,确定出最佳顶桨直径。选择最佳桨间距和顶桨直径,改变搅拌釜内甘油 水溶液的质量分数,研究黏度变化对釜内流型分布的影响,垂直坐标 对搅拌釜高度 做无因次化处理为 ,径向坐标 对搅拌釜半径 做无因
6、次化处理为 ,其中 。通过 数显黏度计测量不同质量分数甘油 水溶液的黏度,不同质量分数下甘油 水溶液的密度及黏度值如表 所示。表 不同质量分数下甘油 水溶液的密度及黏度值 甘油质量分数 温度密度()介质黏度()结果与讨论 桨间距对搅拌釜内流动特性的影响图 所示为不同桨间距下纯水的实验流型,纵坐标 均表示轴向无因次高度,横坐标 均表示径向无因次半径。从图中可以看出,当桨间距 时,随着桨间距的增大,桨叶间的漩涡区域增大,涡心位置开始向釜壁方向移动,且桨间流体的相互作用减弱,致使 桨间的流体处于 个大循环当中,仅在近壁处有少量流体脱离漩涡;此外随着桨间距的增大,上层桨叶端右上侧漩涡逐渐增大,这是由于
7、上轻工机械 年第期层桨叶的上移带动泵送流体的上移,上部流体动能增加,使得流体斜向右上方运动至 处动能减弱后才在上层桨叶的泵吸作用下向下流动并在其叶端产生漩涡,这也使得上部区域流体整体混合效果增加。当桨间距 时,桨叶间的漩涡变小,循环范围减小,上层桨叶下侧区域流体出现“平行流”,致使上层桨叶的上下部分区域流体分离,使得釜内整体混合效果变差。综合考虑,当桨间距 时,釜内的整体流动情况较好。顶桨直径对釜内流动特性的影响图 为不同顶桨直径下纯甘油的实验流型,从图中可以看出,釜内流型皆以 为分界线,并在其上部出现 个较大的“椭圆形”漩涡。当顶桨直径 时,“椭圆形”漩涡的循环区域仅到 处。当桨径增大至 时
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 斜叶 组合 内流 实验 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。