双层桨搅拌槽内层流流场与混合时间的数值模拟

来源：机械工程学报杂志2015年第16期北京时间：

作者：梁瑛娜, 高殿荣, 拜亮

单位：1.燕山大学里仁学院 秦皇岛 066004 2.燕山大学机械工程学院 秦皇岛 066004；

摘要：采用Laminar模型、多重参考系法(Multiple reference frame，MRF)和示踪剂浓度法对双层六直叶桨搅拌槽内高黏非牛顿流体层流流场和混合时间进行数值模拟，分析其流动特性、示踪剂扩散过程、示踪剂浓度响应曲线和混合时间；采用示踪粒子法和酸碱指示剂变色法对透明有机玻璃搅拌槽内流动场和混合过程进行试验测定。结果表明，双层桨中间面将示踪剂先控制在加料的半层内随主体介质流动扩散，当浓度差增大后再向另外半层扩散；在搅拌剧烈的桨叶区或在中间面加入示踪剂，可获得更短的混合时间；不同位置混合完成的时间不同，根据搅拌要求合理选择监测点，可避免资源浪费或搅拌不充分；提高搅拌转速，可使搅拌槽内介质混合过程加快，混合时间减小；试验结果验证了数值模拟结果的准确性，为非牛顿流体层流搅拌槽的设计和工程应用提供了理论依据。

关键词：CFD),层流模型,混合时间,计算流体力学(Computationalfluiddynamics,搅拌槽,示踪剂；

基金资助：河北省自然科学基金(E2005000333)和秦皇岛市科学技术研究与发展计划(201302A010)资助项目