涡轮桨搅拌槽内流动特性的piv研究

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1、北京化工大学硕士学位论文涡轮桨搅拌槽内流动特性的PIV研究姓名：程先明申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：高正明20090602摘要涡轮桨搅拌槽内流动特性的PIV研究搅拌槽内流动特性与搅拌效果密切相关，已有的研究主要集中在标准涡轮搅拌桨，而关于涡轮桨的叶片长度、离底距离、桨叶直径及叶片形状对流动特性影响的研究较少，为此本文在槽径为0．476m的搅拌槽内，采用PIV技术就这些方面做了实验研究。叶片长度主要影响轴向速度分布，对径向速度分布影不大，长桨叶的轴向速率大于短桨叶。对于湍流动能，二者在近桨叶区数值相近，但在远桨叶区长时‘桨较短叶桨的湍动要强。在同雷

2、诺数下，叶片的形状对靠近桨叶区的速度、湍动能及尾涡的影响较大，RT桨的速度和湍动能最大，但其尾涡消散快，CD桨和HEDT桨的尾涡消散慢。涡轮桨的上下尾涡发展轨迹是不对称的，下尾涡发展较上尾涡稍快。这种现象对于桨径大的涡轮桨尤为明显。不同桨径的涡轮搅拌桨尾涡湍动强度递减速率也不同，桨径较大的涡轮桨产生的尾涡耗散要快一些。关键词：流动特性，尾涡特性，PlV，搅拌槽摘要THESTUDYOFFLUIDCHARACTERFoRRUSHToNTURBINEINTHESTIRRERABSRTACTThemixingefficiencyissignificanglyaffe

3、ctedbytheflowcharacteristicsinstirredtanks，mostresearchesweremainlyfocusedonstandardRushtonturbinestirredtanks，andveryfewwerereportedabouttheeffectsofbladelength，thebladeshape，thebottomclearanceandimpellerdiameterofdiscturbinesontheflowcharacteristicsinstirredtanks．Sotheseeffectswe

4、reinvestigatedina0．476mdiameterstirrdtankbyusingPIVinthispaper．Thebladelengthhasalargeeffectofontheaxialvelocityandonlyalittleeffectontheradialvelocity．Theturbulentkineticenergygeneratedbythelongerbladeimpellerislargerthanthatwithshorterbladesintheregionfarawayfromtheimpeller,andal

5、mostthesameintheregionneartheimpeller．UnderthesameRenoldsnumber,thebiggestvelocityandkineticenergyaregeneratedbyRusthonturbine，whileitstrailingvortexdissipatesfaster．ThetrailingvortexofCDandHEDTimpellersdissipateslower．摘要Thepairofvorticesisasymmetric，thelowervortexdevelopsalittlefa

6、sterandgeneratesmorevorticitythantheupperone，especiallyforthebiggerdiameterimpeller．Thechangingrateofturbulentintensityoftheuppertrailingvortexisfasterthanthelowerone．Thetrailingvortexoflargeimpellerdisspatesfasterthanthesmallimpeller．Keywords：flowcharateristics，trailingvortex，PIV，

7、stirredvessel111符号说明CDH七NPR，ZtU‰y“Huo<“>V‘WW’占A'，’，黝～l六口p桨叶离底高度搅拌桨直径液面高度湍流动能搅拌转速搅拌轴功率搅拌桨半径径向距离搅拌槽直径时间径向速度叶端线速度轴向速度脉动速度实际脉动速度周期脉动速度时均速度相位平均速度轴向脉动速度桨叶宽度径向脉动速度湍流能量耗散速度微观尺度运动粘度平均剪切速率最大剪切速率相位角度液体密度一一群一w一s耐耐一耐耐一耐一一拶一耐一一．w符号说明缩略词LDAPⅣ肛△f准数说明Np亿液体粘度激光脉冲间隔时间功率准数雷诺准数LaserDopplerAnemomet

8、ryParticleImageVelocimetry