固2液搅拌槽内槽底流场的CFD模拟-北京化工大学学报.pdf

第 32 卷 第 4 期 北 京 化 工 大 学 学 报 Vol. 32 , No. 4 2005 年 JOURNAL OF BEIJ IN G UN IV ERSIT Y OF CHEMICAL TECHNOLO GY 2005 固液搅拌槽内槽底流场的 CFD 模拟 王振松 　李良超 　黄雄斌 (北京化工大学化学工程学院 , 北京 　100029) 摘 　要 : 使用计算流体力学 CFD 软件 CFX551 对搅拌槽 内固液流场进行了数值模拟 。搅拌槽直径 T = 476 mm , 槽内均布四块挡板 ,搅拌桨为 CB Y Ⅲ桨 。两相物系采用玻璃珠水体系 , 固体体积分数 Ф为 54 % 。文中使 v κε 用标准 模型计算了清水与固液两相的流场 ,考察了槽内的流场的分布对固体颗粒悬浮状况的影响 , 同时把槽底 的清水和 Ф为 54 %的固液两相模拟结果与实验结果进行了对比 ,模拟结果与实验较吻合 。 v ( ) κε 关键词 : 计算流体力学 CFD ; 固液体系 ; 模型 ; 搅拌槽 中图分类号 : TQ0271 　　自上世纪 40 年代开始 ,固液搅拌操作已被广泛 区模拟结果误差较小 ,离叶轮越远的流场数值模拟 ( 应用于工业过程中 ,对其研究的重点是如何以最小 结果与实验值误差越大 。关于靠近搅拌槽底 如离 的能耗获得所需要的悬浮效果 ,而搅拌槽底的流动 底距离 04 mm) 流场的模拟研究却未见报道 。本文 状况对固体颗粒的离底悬浮起决定性作用 ,故研究 的目的就是对搅拌槽底的局部流场及其整个流场的 槽底的流场具有重要的意义 。固液搅拌槽内液相速 分布趋势进行模拟 ,并与实验数据进行对比,来验证 度的实验研究主要集中于叶轮区、循环区内,近年在 计算流体流学方法对槽底流场的模拟的准确性 。 近壁区的研究也有所增加 ,1995 年[1 ] 包雨云用双电 1 　计算体系与模拟方法 导电极探针对 750 mm ×750 mm ×1 000 mm 方形槽 内槽底及其近壁区固液两相流中连续相流场分布进 11 　计算体系 行了研究 。1996 年[2 ] 祝铃钰对槽底的速度分布进 111 　搅拌槽结构 　计算采用的搅拌槽槽体为圆 行了研究 。2002 年[3 ]黄雄斌等用 CB YIII 桨研究了 柱形, 搅拌槽直径 T = 0 476 m , 液位高 H = 0 476 搅拌槽内加入固体颗粒后对近壁槽底液相速度的影 m , 均布 4 块档板, 档板宽度为 T/ 10 , 离壁面距离为 响 。2004 年[4 ]李良超等采用 CB YIII 桨研究了近壁 5 mm 。搅 拌 桨 采 用 CB Y Ⅲ桨, 桨 的直 径 D = ( ) 044 T , 桨叶离底距离 C = 0 33 H 。桨的结构如图 1 及槽底的流场状况 。随着计算流体力学 CFD 技术 的发展 ,对给定条件下反应器的流体流动状况进行 所示 。 预测已经成为可能 。目前所报道的两相流数值模拟 研究主要集中于浓度分布及其整个流场流动趋势的 模拟 ,2000[5 ]年