FLUENT算例 (5)

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1、搅拌桨底部十字挡板的流场分析搅拌设备在各个行业运用的十分广泛，搅拌就是为了更够更快速更高效的将物质与介质充分混合，发生充分的反应，而搅拌中存在着许多不利于混合的情况，比如液体旋流。为了解决这个问题，之前很多人提出在罐体的侧壁上增加挡板，可以抵消大部分旋流，然后大部分都是研究侧挡板的，对于底部挡板的研究十分少，本文就在椭圆底部挡板增加十字型挡板，对罐体中进行流场分析。1．Gambit建模首先用Gambit建模图形如下：图1：Gambit建立的模型分为两个区域，里面的圆柱为动区域，外面包着的大圆柱设

2、为静区域，静区域划分网格大，划分粗糙，内部动区域划分网格小，划分精细。边界条件主要设置了轴，搅拌桨，底部挡板，上层液面。以下就是fluent进行数值模拟。2.fluent数值模拟2.1导入case文件2.2对网格进行检查Minimumvolume的数值大于0即可。图2网格检查2.3调节比例单位选择mm单位。图3比例调节2.4定义求解器参数设置如图4所示图4设置求解器参数2.5设置能量线图5能量线2.6设置粘度模型，选择k-e模型k-e模型对该模型模拟十分实用。图6粘度模型2.7定义材料介质选择液

3、体水。图7介质选择2.8定义操作条件由于存在着终于，建模时的方向向上，所以在Z轴增加一个重力加速度。图8操作条件2.9定义边界条件在边界设置重，动区域如图所示，将材料设成水，motiontype设成movingreferenceframe（相对滑动），转速设为10rad/s，单位可在Define中的setunit中的angular-velocity设置。而在在轴的设置中，如上图所示，将wallmotion设成movingwall，motion设成Absolute，速度设成-10，由于轴跟动区域速

4、度是相对的，所以设成反的。图9动区域边界条件图10轴边界条件2.10设置求解器求解器的设置如图11需将momentum改成0.5即可图11求解器2.11初值初始化在Slove中选择solutioninitialiation设置一下，初值全为0.2.12设置残留控制将plot点上，其他参数如图12所示。图12残留控制2.14递代计算选择递代2000次，进行递代计算。3.结果通过fluent的数值模拟，得出以下的结论。图13-a底部加“十字形”挡板时距釜底中心20mm处横截面速度矢量图图13-b底部

5、加“十字形”挡板时距釜底中心20mm处横截面速度云图底部加“十字形”挡板时，从图13-a和13-b可以看出，靠近反应釜底部的流体会产生由外向内的径向流动，此时在搅拌釜的底部形成了伯格斯[4](Burgers)涡流，在挡板和反应釜底部中心的间距的径向上，靠近挡板一侧的流体的速度达到最大，在反应釜底部中心处流体的速度较大。