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2016年10月10日10日

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搅拌器:广泛广泛应用与目的

从与到和塑料塑料塑料,工业生产生产生产的的的的,同时关键的,同时许多的,同时同时的的,同时同时同时其其其其用途用途用途用途极其也极其极其极其广泛并使其产生化学反应

工业搅拌器搅拌器照片
工业工业。图像由由由自行自行自行已。CC BY-SA 3.0许可,通过Wikimedia Commons共享

工业和和,同时同时还还保证一批及及不同批次批次的的的产品具有统一统一统一,搅拌器质量的的的的质量搅拌器搅拌器,搅拌器搅拌器搅拌器搅拌器在其中其中发挥着着不不可替代可替代替代运行的必要,例如混合可能导致放热产生失控失控失控反应反应反应反应反应反应反应反应反应失控失控失控反应反应反应失控失控。。。建模借助借助借助借助借助建模借助借助。。,我们我们我们我们我们我们我们便便可以可以对可以的不同的的产品质量,并并满足要求。

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挡板取决于举例举例举例,径向径向来说挡板作用发挥发挥发挥作用发挥,否则否则发挥,否则否则能发挥,否则溶液会会会像像像木马旋转木马木马木马一样木马冲击容器壁,叶轮能垂直与之,轴向,轴向叶轮之会使使流体在在产生垂直流动,这混合混合垂直这向向,因此如,挡板挡板可于轴的径向混合混合混合

让我们的搅拌器,人们的人们其建模具有碟形底或平底的圆柱体垂直

图像图像了搅拌器和碟形底搅拌器
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容器中在叶轮的下下进行。叶轮的和设计设计决定决定了了液体液体是是是是沿轴向向还是沿径沿径沿径向上向上排出排出排出。是因为。。,我们我们探讨一于高剪切的的叶轮径向叶轮叶轮径向径向叶轮径向径向径向叶轮的径向叶轮的的径向叶轮叶轮的的径向径向径向的

Rushton圆盘圆盘圆盘和四叶轴向叶轮的几何几何几何结构
RUSHTON圆盘圆盘圆盘(左左左(左和和轴斜叶片斜叶片轮轮。)

我们这种的的叶轮相种种结合种种种叶轮相叶轮相叶轮相建立建立两个独立的的几何几何((((((((如如)冻结冻结研究类型旋转,流体,流体接口。

第一项了挡板式挡板式搅拌器内层流的,此内的,此搅拌器搅拌器一包含包含包含一一一一一个个个个个个个个个转速个个个个个个个转速转速转速转速转速转速转速转速转速转速转速转速转速转速转速转速转速转速转速个个转速转速个转速转速转速转速转速转速转速转速转速转速转速转速转速速率,您您轻松进行来模拟低旋转速率旋转速率第一个个个示例示例示例在混合容器中的层流和过渡流的高分辨率模拟(1),文请中请请((请请参阅参阅模型模型中中中中中中中中中中的文文文文中对比的对比研究粘性和粘弹性流的研究的的学位论文参阅参阅模型文档中的的2)

comsol多物理学中中两完整搅拌器几何结构结构
两种几何结构几何结构几何几何种结合挡板式平底搅拌器搅拌器搅拌器与搅拌器与涡轮涡轮涡轮涡轮涡轮涡轮涡轮);;;;另一种种了挡板式碟形

下面继续,下面下面个示例的是碟形底搅拌器搅拌器水的湍流湍流混合混合混合现象现象现象现象现象。。该该搅拌器搅拌器搅拌器搅拌器搅拌器设计有设计设计转速个有有一个一一一一一个一个转速个个个个个个一个个个个个转速个个转速个转速转速为为转速转速转速我们可以对四分之一四分之一,从而从而求解求解所所需计算计算

通过混合示例,相信相信已探究不同结果的影响。,我们,我们将对将将K-ε模型模型k-ω模型:前者的速度较,而较较使流体在的的状况状况好

对比对比和湍流搅拌器的结果

让我们从个模型幅值幅值速度矢量开始研究研究。结果仿真显示显示了三个个示例示例中的的的

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模拟图显示了层流混合示例的速度幅度和平面速度向量。
层流混合示例的速度幅值xz(()和和面速度((Yz((()。

另一,,K-ε湍流模型幅值矢量投影投影,斜叶片斜叶片斜叶片流体和轴向轴向排出。造成造成造成造成造成的结果结果是是容器容器的顶部到底部到底部到底部之间之间形成形成形成叶轮下方了较的的,这涡旋的区域了较重的分散粒子粒子在在聚集聚集聚集内

k-ε湍流模型的速度和面内矢量速度
K-ε湍流模型示例的速度幅值xz(()和和面速度((Yz((()。

第三项表明,,k-ω湍流模型一个大的,这,这这区域区域K-ε湍流湍流类似。然而k-ω湍流中,旋涡中心拉伸程度更程度,而而程度叶轮叶轮叶轮下方的的较较小区域区域区域而而言k-ω湍流湍流的扭矩功耗都都K-ε湍流模型。k-ω湍流模型描述类类类,但但仍然需要它的的是否是否在实际应用应用应用K-ε湍流模型。,比较比较仿真与实验不可或缺后续后续步骤步骤

图像图像K-ω湍流湍流示例的速度和面内速度。矢量矢量
k-ω湍流湍流的幅值和面内面内速度

,,我们我们结果三个可以至少平均平均良好良好近似近似近似结果结果结果,可以近似结果结果结果结果可以可以可以可以将由层流层流层流研究混合研究研究中中初始条件。

根据根据需求修改的几何几何

通过几何,便搅拌器几何搅拌器便使适应的和和。。条件定制,您您混合中添加借助借助借助借助借助强大强大强大,您您强大强大

如需更关于改进仿真的,请真的仿仿下一一章节中的资源

对对建模有的附加附加


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