双层错位穿流桨槽内流场分析及设计优化

摘要

为提升搅拌过程中混合效率，提出一种错位穿流桨并基于计算流体动力学(CFD)建立其流场模型。研究错位穿流桨安装位置和穿孔对流场的影响，对比不同工况下流场变化，明确错位穿流桨工况；探究错位穿流桨上穿孔分布与功率的相互关系，通过多元线性回归分析确定穿孔位置；以混合效率作为桨叶混合能力的评价指标，分析错位穿流桨、错位桨和Rushton桨的混合效率，发现错位穿流桨有着较强的混合能力。结果表明：错位穿流桨结构简单，功率消耗低，能够减少混合时间，穿孔均匀分布在桨叶上，有效发挥穿流效果，混合效率相较于Rushton桨提升32%,研究结果可为反应器设计提供一种更高效节能的搅拌器选择。

关键词

错位穿流桨 / 流场 / 混合效率 / CFD / 多元线性回归

基金资助

国家自然科学基金青年科学基金项目(52108221); 冶金装备及其控制教育部重点实验室开放基金项目(MEC0F2022B05)