错位桨对污泥固液两相流混合的数值模拟.pdf

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1、第22卷第1期工程设计学报V01．22No．12015年2月ChineseJournalofEngineeringDesignFeb．2O15DOI：10．3785／j．issn．1006—754X．2015．01．008错位桨对污泥固液两相流混合的数值模拟朱桂华，马凯，唐啸，高明泉，朱宏斌(中南大学机电工程学院，湖南长沙410083)摘要：为了提高搅拌器的搅动范围、减小流动死区，基于混合理论和等螺距的设计原理，提出了一种错位叶片的结构形式．采用Fluent软件对错位桨搅拌器(6SBP)和普通6

2、BP搅拌器在污泥液体中的流场变化进行了三维数值模拟，模拟分析比较了6SBP桨和6BP桨式两种搅拌器的流场形态、速度分布和功耗的特点，并通过实验进行了验证．结果表明，模拟结果和实验结果较吻合，错位桨搅拌流场不对称，能够减小流动死区，增大搅动范围．在N一3r／s的工作状态下，6SBP桨的轴向速度和径向速度分布要大于6BP桨，而功耗约为6BP桨的77．关键词：错位桨；数值模拟；速度场；速度分布；流动死区；湍流模型中图分类号：TQ027．2文献标志码：A文章编号：1006—754x(2015)01—00

3、49—05Numericalsimulationoftheliquid-·solidtwo--phaseflowmixtureonsludgewithshiftedpropellerZHUGui-hua，MAKai，TANGXiao，GAOMing—quan，ZHUHong—bin(SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410083，China)Abstract：Inordertoexp

4、andthestirringregionanddestroythemixedisolationregioninthestir—rer，anovelshiftedpropellerwascarriedoutbasedonthemixingtheoryandthedesignprincipleofpitch．Computationalfluentsoftwarewasappliedtothestudyof3Dflowfielddrivenbystir—rerscomposedofshiftedsix

5、bladepropeller(6SBP)andordinary6BPrespectivelyinsludge．Theflowpattern，velocitydistributionandpowerconsumptioninstirredtankwithtwodifferentpro—pellerswereextensivelyanalyzedandcomparedbysimulationwhichwereverifiedbyexperimentaltest．Theresultsshowedtha

6、tthevaluesofnumericalsimulationandtheexperimentalmeasure—mentofpowerconsumptionwereingoodagreement，andisolationregionwasdestroyedandthestirringregionwasenlargedbytheasymmetricstructureinflowfieldof6SBPpropeller．Thera—dialandaxialvelocitydistributions

7、of6SBPwereclearlysuperiortothoseof6BPatagitationspeedof3r／s，whileitspowerCOnsumptionwasabout77ofthatof6BPagitation．Keywords：shiftedpropeller；numericalsimulation；velocityfield；velocitydistribution；flowdeadregion：turbulencemodel立式搅拌槽对固液两相流的均化混合已被广泛搅拌混合

8、的效果和效率．目前使用的半经验设计方应用到机械、化工等行业．在进行污泥深度去水的过法存在着周期长、成本高的缺点．国内外很多专家对程中，污泥的均化混合是非常重要的一个环节，需要搅拌槽内的湍流流动进行了数值模拟和试验，取得向污泥里面加入一种固体颗粒来增强污泥的渗透了一些成果_】]．到目前为止，在搅拌槽内诱发混沌性．固体颗粒的搅拌过程对混合效率和混合效果提混合的研究主要有变速搅拌和偏心搅拌，这些方法出了更高的要求，所以要合理设计搅拌结构来提高都是从搅拌器的运动方式研究的，通过流体的动力收稿日期：201