反应釜气液两相反应搅拌数值模拟与流场特性研究

doi:10.16442/j.cnki.qlgydxxb.2025.05.002

齐鲁工业大学学报 ›› 2025, Vol. 39 ›› Issue (05) : 10 -19. DOI: 10.16442/j.cnki.qlgydxxb.2025.05.002

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摘要

反应釜是气液两相反应过程中的核心设备，其内部复杂的流场特性对反应效率和产品质量有着至关重要的影响。由于实验手段在捕捉和分析反应釜内气液两相流的细微特征上存在一定局限，因此数值模拟方法成为研究该领域的重要工具。文中建立了气液两相反应釜的两种不同叶浆的三维模型，利用FLUENT软件进行了气液两相流仿真模拟，在模拟湍流运动时选用了K-epsilon湍流模型。重点分析了两种组合四层桨叶装置在反应釜内的流场特性和气体分布情况，基于两种叶浆的气液两相分布变化、气相均匀性、流场速度分布变化以及速度矢量分布变化等进一步分析了四宽叶浆和四斜叶浆的差异。最终得出在同一搅拌釜、同一转速、相同桨径条件下，四宽叶桨在排量、平均速度和功耗方面均优于四斜叶桨，且四宽叶桨还有助于提高釜内的流动均匀性，可进一步促进气液两相的混合。