铬黄搅拌反应釜的计算流体力学模拟研究.pdf

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1、学校代码号：；目铬黄搅拌反应釜的计算流体力学模拟研究工程领域：化学工程研究方向：反应工程论文作者：刘凯特学校导师：朱志庆教授企业导师：魏建华教授级高工定稿日期：年月日学位论文使用授权声明本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华东理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、縮印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。保密论文在解密后遵守此规定。论文涉密情况：保密’口保密，保密年一月一日至年一月一日）学位论文作者签名：指导老师签名：日期

2、年月《日日期月日分类号：密级：华东理工大学工程硕士学位论文铬黄拨拌藎的计算流体力学模拟研宄刘凯特指导教师姓名：朱志庆教授华东理工大学化工学院魏建华教授级高工上海华谊集团技术研究院申请学位级别：硕士工程领域：化学工程论文定稿日期：论文答辩日期：学位授予单位：华东理工大学学位授予日期答辩委员会主席：程振民教授评阅人：刘涛教授蔡清白高工作者声明我郑重声明：本人恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研宄工作所取得的结果。除文中明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何他人已经发表或撰写过的内容。论文为本人亲自撰写，并对所写内容负责。论文作者

3、签名：令年月曰华东理工大学工程硕士学位论文第页铬黄搅拌反应釜的计算流体力学模拟研究摘要铬黄具有遮盖力强、价格低、耐溶剂的特点，常用于涂料和油墨等行业。为解决上海铬黄厂反应釜放大产生的质量降低问题，本文以反应体系特点和反应器结构特性相匹配的开发原则，以桨叶、底部等为研究核心，对速度、浓度、湍动能、微观混合等进行分析，为铬黄工业搅拌釜的改进提供了重要参考。本文采用软件对固液混合过程进行数值模拟。对比实验值与模拟结果发现二者误差，表明模型可靠；采用该模型模拟并选择最优搅拌槽结构，即上层桨为°四叶斜桨（、下层桨为六直叶圆盘涡轮桨（、底部为碟形，并在桨处加料；结合实验得出搅拌过

4、程的单位体积输入功率为确定和的最优搅拌转速分别为和设计和反应器并模拟预测内部流动情况，得到微观混合分布与小试模拟结果基本吻合，并且系统标准差较小说明搅拌均匀；根据实验结果建立团聚模型，预测和搅拌釜的产品粒径分别为和，符合工业上对铬黄颗粒的质量要求。本文为铬黄装置的设计及放大提供了指导依据，已应用于搅拌反应器的加工制造。并成功运用技术，优化铬黄生产装置的桨叶及底部，改善了搅拌效果。采用软件研究固液搅拌过程的微观混合特性，国内尚未有该方面的文献报道，研究对于涉及快速反应的固液混合具有一定借鉴意义。关键词：铬黄；计算流体力学；固液悬浮；微观混合；团聚模型第页华东理工大学工程

5、硕士学位论文，，，华东理工大学工程硕士学位论文第页目录第章前言第章文献综述技术及软件技术简介模拟软件的模型简介搅拌反应器结构介绍舰鮮搅拌容器主要附件主要设计参数及公式模拟搅拌反应器进展国内进展国外进展进展总结第章搅拌槽的结构设计模型可靠性验证经典实验文献实验设备及软件计算体系及数值方法模型的验证搅拌槽结构参数及数值方法计算体系及网格划分收敛判据搅拌效果的比较浓度分布速度分布湍动能分布微观混合时间分布本章小结第章机械搅拌盖内工艺条件的选择搅拌转速的模拟第页华东理工大学工程硕士学位论文计算体系及网格划分浓度分布速度分布湍动能分布微观混合时间分布小试实验验证实验方法产品着色

6、力与粒径分析转速对比试验本章小结第章工业反应釜的放大及粒径预测工业反应爸的结构参数放大操作的转速条件工业反应釜的流场模拟计算体系及网格划分收敛判据搅拌槽的模拟结果搅拌槽的模拟结果团聚模型的研究团聚模型的建立模型对桨叶的适应性熟化对粒径的影响团聚尺寸模型的应用本章小结第章主要结论搅拌反应器的结构设计铬黄生产的工艺条件工业反应釜的放大团聚尺寸模型的研究参考文献麵华东理工大学工程硕士学位论文第页符号说明相的体积分数；—固相体积分数；测点固相浓度与釜内平均固相浓度之比—底层桨叶离底距离，—瑞流模型参数；曳力函数；—静止流体中的曳力系数，无量纲；搅拌轴径，加料口直径，搅拌器直径

7、，固体颗粒粒径，平均能量耗散，—曳力，—重力加速度，是由浮力产生的瑞流动能，层流速度梯度而产生的湍流动能，锥高，；—加料口高度，封头高，液位高度，—底部高度，相间动量传递系数，无量纲；—液固交换系数，无量纲；团聚体平均粒径，加料口中心距轴线距离，—配制重铬酸钠溶液的重铬酸钠总量，—搅拌转速，转速，；—完全悬浮临界转速，一；—功率准数；—揽拌器功率，—液体的密度，—混合物的密度，第觅华东理工大学工程硕士学位论文—固相颗粒密度，悬浮密度，—溶液在同一温度下的平衡饱和浓度，一测点数目；—雷诺数，无量纲；桨叶间距，—过饱和比；、—方程和方程中用户定义的源项；