多室连续混合设备流场仿真与实验验证

摘要

为了揭示多室连续混合设备混合过程中流场特性参数的动态变化规律，采用数值仿真方法建立了典型工况下单室容积2.5 L的多室连续混合工艺模型，得到了混合压力、剪切应力和分布均匀性的变化规律，并通过实验验证了混合压力和分布均匀性的仿真结果。结果显示：多室连续混合设备的各混合室之间混合压力差别不显著，泵压室底部最大混合压力的仿真值为62 954 Pa,远低于1 L两桨行星式混合设备的最大混合压力；预混室中剪切应力较大，最大剪切应力为21 798 Pa,远低于1 L两桨行星式混合设备的最大剪切应力，表明多室连续混合设备的混合安全性高于传统的两桨行星式混合设备；各混合室中铝粉体积分数(仿真值)的标准差随混合室数量的增加呈下降趋势，泵压室中铝粉体积分数的标准差仅为0.260 3%;实验结果与仿真结果一致，物料状态稳定后混合压力的仿真值与实验值的偏差在5%以内，仿真模型中铝粉的分布均匀性变化趋势与实际混合过程相同；当投料速度为20 kg/h,桨叶转速为45 r/min时，混合物料的分布均匀性随混合室数量的增加而提升，混合物料中铝粉含量的标准差从混合加强室3开始不再显著下降，6室结构为该量级设备的最佳结构。

关键词

连续混合设备 / 流场 / 数值仿真 / 桨叶 / 混合压力 / 分布均匀性