搅拌槽内三维流场的数值模拟

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1、="======"=研究论文=搅拌槽内三维流场的数值模拟"======"=马青山聂毅强包雨云王英琛施力田（北京化工大学化学工程学院，北京100029）摘要应用商业计算流体力学软件CFX对搅拌槽内的流场进行了模拟，并与PIV测试结果进行了比较，流型吻合良好.速度分量的对比结果表明不同情况与各种模型的吻合情况不尽相同，标准k-ε双方程模型、RNGk-ε模型和代数应力模型在主流域内都能较准确地模拟搅拌槽内的流动场.关键词搅拌槽流场测量PIV数值模拟湍流模型中图分类号TQ018文献标识码A文章编号0438-1157（2003）05-0612-07NUMERICALSIMULATIONOFHYDRODY

2、NAMICSINSTIRREDTANKMAQingshan，NIEYiqiang，BAOYuyun，WANGYingchenandSHILitian（CollegeofChemicalEngineering，BeijingUniversityofChemicalTechnology，Beijing100029，China）AbstractStirredmixingvesselsarewidelyusedinchemicalindustryforprocessesinvolvingthemixingor/andchemicalreactionsofliquids，gasesorsolids.Th

3、eabilitytonumericallysimulatethewholeflowfieldisvitaltooptimaldesign.Previousattemptshaveadoptedasteady-statesemi-empiricalanalysisrequiringexperimentally-basedinputsofsomeform.Inthepresentwork，theCFDcodeCFX-4isusedforthefullfieldcomputationforboththefluidwithintheimpellerpassagesandthefluidoutside.

4、Themodelsolvestheunsteadyensemble-averagedcontinuityandmomentumequations（Reynoldsequations）withturbulenceeffectsaccountedforbyk-εmodel，RNGkε-model，andalgebraicstressmodel.Theequationsarediscretisedbythefinite-volumeapproach.Themeshisdividedintotwopartswhicharefixedtotheirrespectiveframesofreference，

5、onebeingstationaryandtheotherrotatingwiththeimpeller.Attheinterfacebetweenthesetwopartstherotatingmeshslidesoverthefixedoneateachtimeinterval.Thecomputationproceedssimultaneouslyoverthewholeflowfieldandthesolutionsinbothrotatingandstationerydomainsarecoupledatalltimes.Comparisonsbetweentheprediction

6、sandtheexperimentaldatameasuredbyparticleimagingvelocimetry（PIV）showthatallthemajorflowpatternsarewellreproduced.Thequantitativecomparisonsshowencouragingagreement.Keywordsstirredtank，flowfieldmeasurement，PIV，numericalsimulation，turbulentmodel过程及流动状况，为混合设备的设计优化和放大提引言供理论指导，是混合技术的一个重要发展方向.以搅拌设备在化工、冶金、

7、能源及环境等行业中往的数值模拟方法多采用实验与模拟相结合的方广泛应用，如何准确地描述和模拟搅拌槽内的混合法［1，2］，例如黑箱模型需要输入实验测量数据作为2002-01-08收到初稿，2002-04-08收到修改稿.Receiveddate：2002-01-08.联系人及第一作者：马青山，男，32岁，博士，高级工程师，Correspondingauthor：Dr.MAQingshan.E-mail