双层宽折叶桨釜内非牛顿流体流动传热特性研究

摘要

通过实验和模拟的方法，以非牛顿流体羧甲基纤维素钠（CMC）水溶液为介质，研究了不同桨间距下流体在内浸盘管的双层宽折叶桨搅拌釜内的传热和流动性能。结果表明：桨间距对釜内流场和温度场的分布有较大影响，当桨间距从0.32T(T为搅拌釜直径)增加到0.39T时，釜内流场和速度分布的变化较小，但釜内流体的平均温度升高，温差减小，搅拌功率降低了3.82%；当桨间距从0.39T增加到0.46T时，釜内温度增幅较小，但温差增大，上下两层桨叶间连接流减弱，出现轴向速度接近于0的区域，导致混合时间延长；在搅拌过程中，釜内流体的黏度随剪切速率和温度的增大而减小，并且在搅拌初期流体黏度因剪切速率增大而快速下降，随后受剪切与温度的共同影响，混合均匀后主要受温度的影响。研究结果可为非牛顿流体搅拌的实际工业应用提供参考。

关键词

双层宽折叶桨 / 传热性能 / 流动特性 / 黏度分布 / 非牛顿流体