大型搅拌槽流场的数值模拟和不同转速下矿浆体积分数分布研究.docx

大型搅拌槽流场的数值模拟和不同转速下矿浆体积分数分布研究
一、前言
搅拌槽是化工、冶金、石油等领域中常用的设备，由于其工作原理可以将物质混合均匀，因此在工业领域被广泛使用。而搅拌槽中的流场特性又是决定其混合效率及产品质量的关键所在。因此，为更好地了解不同转速下搅拌槽中流场特性及矿浆体积分数分布，本文通过数值模拟的方法进行研究。
二、流场数值模拟结果
利用CFD软件对不同转速（n=60,100,200rpm）下的搅拌槽流场进行数值模拟，得到了流场的速度和压力分布图。结果表明，随着转速的增加，搅拌槽中的流体速度也相应增加，压力分布变得更加均匀。同时不同转速下的涡旋也有明显差别，n=60rpm时涡旋非常明显，而n=200rpm时涡旋形态不明显，呈现为混沌的状态。
三、矿浆体积分数分布研究
根据不同转速下的流场数值模拟结果，设计了实验装置并进行了矿浆体积分数分布实验。实验结果显示，转速越快，搅拌效果越好，矿浆体积分数也越均匀。当转速达到200rpm时，矿浆体积分数分布到达最优点，而且不同高度上的分布基本相同。
四、结论
根据本次研究的数量模拟和实验结果得出以下结论：不同转速下搅拌槽中的流场特性呈现出明显的差异，转速越高，混合效果越好，矿浆体积分数分布也更加均匀。当搅拌转速为200rpm时，矿浆体积分数分布到达最优点，也证明了数值模拟的正确性。
五、参考文献
[1]HuangC.T.,ShihC.C.,WuJ.H.Numericalsimulationofthree-dimensionalflow,heattransfer,andsolid-liquiddistributioninastirredtankwitharushtonturbine.ChemicalEngineeringScience,2006,61:1202-1214.
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