半圆管挡板搅拌槽内的湍流流场-山东大学学报工学版.PDF

　第４５卷　第１期 山　东　大　学　学　报　（工　学　版） ２０１５年２月　 　 　　 Ｖｏｌ．４５　 Ｎｏ．１　　 　ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＨＡＮＤＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＳＣＩＥＮＣＥ） Ｆｅｂ．２０１５　 　文章编号：１６７２３９６１（２０１５）０１００７６０６　　　ＤＯＩ：１０６０４０／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２３９６１０２０１４２５８ 半圆管挡板搅拌槽内的湍流流场 １ ２，３ ４ 张翠勋 ，杨锋苓 ，连继咏 （１．山东天力干燥股份有限公司，山东 济南２５００１４；２．山东大学机械工程学院，山东 济南２５００６１； ３．高效洁净机械制造教育部重点实验室（山东大学），山东 济南２５００６１；４．大众报业集团，山东 济南２５００１４） 摘要：为增强搅拌槽内流体的流动特性，设计一种半圆管形挡板，采用标准ｋ－ 模型和多重参考系法对其内部湍 ε 流流场进行研究。通过与实验结果的比较，验证了所建模型和模拟方法的可靠性，随后对搅拌槽内的流场、速度 和湍动能分布及功率消耗进行分析，并与标准搅拌槽进行对比。结果表明，半圆管挡板能提高流体速度分布的均 匀程度，增大流体的轴向和切向速度以及湍动能，而且功率消耗略降低约５％，具有一定的节能功效。 关键词：半圆管挡板；搅拌槽；湍流；流场；计算流体动力学 中图分类号：ＴＱ０２７　　　文献标志码：Ａ Ｔｕｒｂｕｌｅｎｔｆｌｏｗｉｎａｓｔｉｒｒｅｄｔａｎｋｅｑｕｉｐｐｅｄｗｉｔｈｈａｌｆｃｉｒｃｌｅｔｕｂｅｂａｆｆｌｅｓ １ ２，３ ４ ＺＨＡＮＧＣｕｉｘｕｎ，ＹＡＮＧＦｅｎｇｌｉｎｇ ，ＬＩＡＮＪｉｙｏｎｇ （１．ＳｈａｎｄｏｎｇＴｉａｎｌｉＤｒｙｉｎｇＥｑｕｉｐｍｅｎｔＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｊｉｎａｎ２５００１４，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ； ２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ２５００６１，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ； ３．ＫｅｙＬａｂｏｆＨｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄＣｌｅａｎＭｅｃｈａｎｉｃａｌＭａｎｕｆａｃｔｕｒｅ（ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）， ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｊｉｎａｎ２５００６１，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ；４．ＤａｚｈｏｎｇＮｅｗｓＧｒｏｕｐ，Ｊｉｎａｎ２５００１４，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｓｉｎｓｔｉｒｒｅｄｔａｎｋｓ，ａｈａｌｆｃｉｒｃｌｅｔｕｂｅｂａｆｆｌｅｓｔｉｒｒｅｄｔａｎｋｗａｓｄｅ ｖｅｌｏｐｅｄａｎｄｔｈｅｔｕｒｂｕｌｅｎｔｆｌｏｗｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎｉｔｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｋ－ ｍｏｄｅｌａｎｄｔｈｅｍｕｌｔｉｐｌｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ε ｆｒａｍｅ（ＭＲＦ）ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗｅｒｅｖａｌｉｄａｔｅｄｂｙｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅ ｓｕｌｔｓｆｒｏｍｔｈｅｒｅｐｏｒｔｅｄｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ．Ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｌｙ，ｔｈｅｆｌｏｗｆｉｅｌｄｓ，ｖｅｌｏｃ