高速分散器內(nèi)流體力學(xué)特性的數(shù)值模擬.pdf

1、高速分散器作為一種氣液傳質(zhì)設(shè)備，通過轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)，使液體在強(qiáng)大的離心力、剪切力作用下被分散成液滴、液絲，大大增加氣液相接觸面積，且其轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單，便于清洗維護(hù)，因而具有廣闊的應(yīng)用前景。本文采用Ansys Fluent軟件對(duì)高速分散器內(nèi)低粘及高粘體系的流體力學(xué)特性進(jìn)行數(shù)值模擬研究，對(duì)后續(xù)傳質(zhì)研究及分散器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論及數(shù)據(jù)支持。
　　本文所研究的高速分散器的轉(zhuǎn)子（內(nèi)徑211 mm，外徑219 mm）沿周向均勻分布180個(gè)格柵。分

2、別采用流體體積分?jǐn)?shù)模型(Volume of Fluid,VOF)及歐拉多相流模型對(duì)低粘體系（空氣-水）(轉(zhuǎn)速300～1000 rpm，液相進(jìn)料量1.164～3.443 m3·h-1，距離轉(zhuǎn)子外緣徑向距離0～208mm)及高粘體系（空氣-糖漿）（轉(zhuǎn)速300～1500 rpm，液相進(jìn)料量0.381 m3·h-1，徑向位置0～300 mm）的流體力學(xué)特性進(jìn)行二維數(shù)值模擬，重點(diǎn)研究空腔區(qū)域液相形態(tài)、液滴直徑及直徑分布、液相速度、液相平均停留時(shí)間

3、隨操作條件的變化趨勢(shì)及原因。結(jié)果表明，高轉(zhuǎn)速下液滴直徑變小但分布趨向于不均勻，且平均停留時(shí)間變短，即轉(zhuǎn)速對(duì)氣液相傳質(zhì)的影響較為復(fù)雜;液相進(jìn)料量變大時(shí)，液滴直徑略微變大且分布變得不均勻，液相平均停留時(shí)間減小，在一定程度上減弱傳質(zhì)效果;距離轉(zhuǎn)子較遠(yuǎn)時(shí)，液滴由于飛行過程中的碰撞聚并導(dǎo)致直徑增大，在設(shè)計(jì)分散器直徑時(shí)應(yīng)考慮這一影響。同時(shí)，粘度是影響空腔區(qū)域液相形態(tài)及流場特性的關(guān)鍵因素，低粘物料被分散器轉(zhuǎn)子分散成大量液滴而高粘物料則形成連續(xù)的液絲。