学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

搅拌槽内混合过程的数值模拟

作　者: 张国娟
导　师: 高正明
学　校: 北京化工大学
专　业: 化学工程
关键词: 搅拌槽反应器混合时间计算流体力学（CFD）多重参考系法（MRF）标准k－ε模型
分类号: TQ05
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 643次
引　用: 40次
阅　读: 论文下载

内容摘要

搅拌槽反应器广泛应用于许多工业过程，混合时间是搅拌反应器设计的重要参数。国内外采用计算流体力学（CFD）对混合时间进行理论研究的文献相对较少。本文应用CFD软件FLUENT，选用多重参考系法（MRF）及标准k－ε模型，采用将速度场与浓度场方程分开进行求解方法，在直径为Φ0.476m的搅拌槽内，采用标准六直叶涡轮和CBY轴流式翼形桨，分别对两种桨型的单层和双层桨搅拌槽内的混合过程进行了数值模拟。对于单层桨体系，不论是六叶直涡轮还是CBY翼形桨，混合时间的模拟值与实验结果吻合良好；对于双层桨体系，双层CBY桨混合时间的模拟值与实验结果相吻合，而双层六直叶涡轮桨混合时间的模拟值要比实验结果长约一倍。此外，本文还采用数值模拟的方法研究了不同的示踪剂加料点、监测点位置及操作条件对混合时间的影响规律，模拟结果表明，混合过程主要由搅拌槽内的流体流动所控制，混合时间与示踪剂加料点及监测点位置密切相关。 <WP=5>本文的研究结果对工业搅拌反应器的优化具有一定的参考意义。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-11
符号说明  11-14
前言  14-15
第一章文献综述  15-29
  1.1 CFD技术概况  15
  1.2 CFD在搅拌反应器中的应用历史及发展过程  15-24
    1.2.1 CFD方法的发展  15-21
    1.2.2 搅拌槽内流动场的CFD研究  21-22
    1.2.3 搅拌槽内混合过程的CFD研究  22-24
  1.3 CFD在搅拌反应器应用中的最新进展  24-27
    1.3.1 从结构化网格向非结构化网格的转移  24-25
    1.3.2 大涡模拟  25-27
  1.4 CFD 软件的构成  27-29
第二章研究目的、内容与方法  29-43
  2.1 研究目的  29-30
  2.2 研究内容  30-31
  2.2 实验研究方法  31
  2.4 数值研究方法及模型  31-37
    2.4.1 FLUENT软件简介  31-32
    2.4.2 多重参考系方法－MRF  32-33
    2.4.3 CFD基本原理和标准k－ε模型  33-36
    2.4.4 混合与反应模型  36-37
  2.5 模拟策略  37-43
    2.5.1 网格划分  37-38
    2.5.2 数值求解步骤  38-43
第三章单层桨搅拌槽内混合过程的数值模拟  43-63
  3.1 单层六直叶涡轮桨搅拌槽内混合过程的数值模拟  43-53
    3.1.1 搅拌槽结构及网格划分  43-44
    3.1.2 模拟所得流动场与浓度场特性  44-46
    3.1.3 模拟值与实验值的对比  46-48
    3.1.4 加料点位置对混合时间的影响  48-51
    3.1.5 监测点位置对混合时间的影响  51-53
  3.2 单层翼形CBY桨搅拌槽内混合过程的数值模拟  53-62
    3.2.1 搅拌槽结构及网格划分  53-54
    3.2.2 模拟所得流动场与浓度场特性  54-56
    3.2.3 模拟值与实验值的对比  56-57
    3.2.4 加料点位置对混合时间的影响  57-60
    3.2.5 监测点位置对混合时间的影响  60-62
  3.3 小结  62-63
第四章双层桨搅拌槽内混合过程的数值模拟  63-86
  4.1 双层六直叶涡轮桨搅拌槽内混合过程的数值模拟  63-74
    4.1.1 搅拌槽结构及网格划分  63-64
    4.1.2 模拟所得流动场与浓度场特性  64-67
    4.1.3 模拟值与实验值的对比  67-68
    4.1.4 加料点位置对混合时间的影响  68-72
    4.1.5 监测点位置对混合时间的影响  72-74
  4.2 双层翼形CBY桨搅拌槽内混合过程的数值模拟  74-85
    4.2.1 搅拌槽结构及网格划分  74-76
    4.2.2 模拟所得流动场与浓度场特性  76-78
    4.2.3 模拟值与实验值的对比  78-79
    4.2.4 加料点位置对混合时间的影响  79-82
    4.2.5 监测点位置对混合时间的影响  82-85
  4.3 小结  85-86
第五章主要结论  86-87
参考文献  87-92
附录1  92-93
附录2  93-94
致谢  94-95
攻读学位期间发表的学术论文目录  95

搅拌槽内混合过程的数值模拟

内容摘要

全文目录

相似论文