JBF-CFD模拟.ppt

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时间:2020-01-20

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1、搅拌釜内三维流场的数值模拟报告人:郑权指导老师:刘培启目录搅拌釜简介模型及网格划分模拟设置结果分析与讨论1.搅拌釜简介搅拌釜式反应器由搅拌器和釜体组成。搅拌器包传动装置,搅拌轴(含轴封),叶轮(搅拌桨);釜体包括筒体,夹套和内件,盘管,导流筒等。釜是通过对物料在反应器内混合与流动状况的研究,利用研究所得的经验公式设计出来的,十分适合中小型化工企业生产的需要。图1-1:搅拌釜及其传动装置结构示意图模拟目的:搅拌设备广泛应用于工业生产中,尤其在化学工业和食品工业。对搅拌槽来说,流体通过旋转的桨叶来获得动能,在槽内形成适

2、宜的流场,达到加速传热和传质的目的。因此,搅拌槽内的流场结构对介质混合效果的好坏是至关重要的,对搅拌槽内流动特性的深入了解是搅拌设备优化设计的基础。搅拌器分类按流体流动形态径向流搅拌器轴向流搅拌器混合流搅拌器按结构分平叶折叶螺旋面叶浆式、涡轮式、框式、锚式都有平叶和折叶结构推进式、螺杆式、螺带式搅拌器与流型图1-2:搅拌器流型图图1-2:搅拌器分类图2.模型建立及网格划分本次模拟的包括单层和双层六直叶涡轮搅拌桨的夹套搅拌式间歇反应器,筒体为圆柱形,釜底采用标准椭圆形封头。结构尺寸如图2-1所示。反应器容积:50L;

3、搅拌釜直径:DT=400mm;搅拌釜高度:H=1.2DT=480mm;液体深度:HL=1.0DT=400mm;挡板数目:4个;挡板宽度:Wb=1/10DT=40mm;六平直叶片涡轮搅拌桨叶轮直径:D=1/3DT=133mm;叶片个数:6个;叶片宽度:d=18mm叶片长度:l=23mm叶离釜的高度:Hi=1.0D=133mm,转速的考察:120r/min、150r/min、180r/min、210r/min、240r/min。图2-1:夹套搅拌式间歇反应器结构图Gambit建模、绘制网格整体模型:点线()面()体模型

4、分割:所有体的分割都是通过volumesplitwithfaces实现。疑问?:这个模型分割比较复杂,之前采用volume之间的布尔运算substract,但是导致后来网格绘制各种报错,走了很多弯路!图2-2:单双层涡轮搅拌桨3D图网格划分网格数量大约为13万网格数量大约为27万边界条件设置3.模拟设置FLUENT读入网格常规操作在FLUENT中采用MRF方法进行模拟,搅拌釜侧壁和釜底壁面作为无滑移静止壁面,采用标准壁面函数处理。模拟中工质是反应的稀溶液,反应过程中放热较少,可以在模拟过程中用水替代,基本参数为:来

5、进行单相流模拟,工作压力标准大气压。用标准湍流模型处理计算中的湍流问题。MRF方法的设置注意!注意!求解设置均采用默认设置:求解方法、松弛因子等残差监测4.结果分析与讨论详见pdfn=120rpm折叶型圆盘涡轮搅拌釜n=240rpm谢谢!

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