液液搅拌槽内临界转速的数值模拟的研究.pdfVIP

液液搅拌槽内临界转速的数值模拟研究* 1 1 1 1,2 1 程荡 ，程景才 ，雍玉梅 ，杨超 ，毛在砂 1 2 （中国科学院过程工程研究所，北京 100190 ；江苏省海洋资源开发研究院，连云港222005 ） 摘要：本文采用数值模拟方法对三种不同操作条件下的液液搅拌槽内的临界转速进行了研 究。提出采用三种不同的数值判据来确定临界转速，在与通过经验关联式得出的结果进行比 较的基础之上，对三种数值判据进行了分析。 关键词：临界转速，液液搅拌槽，数值模拟，经验关联式 中图分类号： 文献标识码： Numerical investigation on critical agitation speed for liquid-liquid dispersion in baffled stirred vessels 1 1 1 1,2 1 Dang Cheng , Jingcai Cheng , Yumei Yong , Chao Yang , Zai-Sha Mao 1 ( Key Laboratory of Green Process and Engineering, Institute of Process Engineering, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China; 2 Jiangsu Marine Resources Development Research Institute, Lianyungang 222005, China) Abstract: The critical agitation speed for complete dispersion of oil-water systems in a baffled stirred tank with a standard Rushton impeller is numerically investigated. Three different numerical criteria are used to determine the critical agitation speed for complete dispersion. Analysis is made to the criteria on the basis of comparing numerical results with those obtained from empirical correlations. Keywords : critical agitation speed, liquid-liquid stirred vessel, numerical simulation, correlation 引言 液液搅拌槽广泛应用于化工生产中，如液液萃取和乳液聚合等。通过搅拌使一个液相完 全分散于另外一个与它不相溶的液相中所需的最低搅拌转速，称为临界转速（Ncd ），是液液 搅拌槽的一个重要操作参数。传统研究方法是通过实验测量各种反应器结构和操作条件下的 [1-7] 临界转速，然后对结果进行无因次关联，得出经验关联式 。经验关联式来源于小规模的 实验，难以可靠外推、应用范围有限，无法满足工业搅拌反应器的设计和放大的需要。而基 于机理模型的计算流体力学（CFD ）方法，具有能获取搅拌槽内局部流动信息的优势，并且 该方法成本低、适用范围广，为液液搅拌槽内临界转速的获得提供了一条前景良好的途径。 本文利用计算流体力学方法，对三种不同操作条件下的液液搅拌槽内的临界转速进行 了数值模拟研究，提出采用三种不同的数值判据来确定临界转速，并与两个经验关联式得出 的结果进行了比较。 *基金项目：国家自然科学基金 （Nos. 209