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捏合機混合容器內單相流的數值模擬

作者: 來源: 日期:2019-04-04 15:54:59 人氣:0

捏合機混合容器內單相流的數值模擬

近年來對捏合機混合容器內單相流流動場的數值模擬較多,研究方法比較成熟。通過 CFD 數值模擬得到的流場信息與實驗數據有比較好的一致性。1997 年侯栓弟[27]對低粘度湍流域中 CBY 槳的三維流場進行過數值模擬,1997 年于魯強[28]成功計算了錨式攪拌器和刮壁式攪拌器的二維流場,2001 年馬青山[29]對單層及多層 CBY 等攪拌槳的流場進行了模擬,2002 年周國忠[30]使用 CFD 軟件(CFX)對混合容器內的三維流動場進行了詳細的數值研究,計算結果表明:槳葉區處理方法、湍流模型、網格數量和差分格式都對計算結果有顯著影響。對于速度分布:滑移網格法計算的最大徑、切向速度比多重參考系法略大,更接近實驗測量結果;RNG - 模型在耗散率方程中通過引入描述流場畸變效應的附加源項后,在一定程度上改善了對槳葉附近各向異性湍流的預報能力,速度分布的計算結果要優于標準 - 模型;隨著網格數的增加,計算結果更接近實驗測量結果; 二階迎風的計算結果較其它差分格式,包括三階的 QUICK 格式的計算結果更加準確, 對速度分布的預報并不是階數越高越好。對于湍流動能所有計算結果均較實驗值偏低, 增加網格數量,采用高階的差分格式,如 QUICK 格式,能夠提高對湍流動能的預報精度。RNG - 模型雖然對速度分布的預報有所改善,但對湍流動能的預報卻不如標準

模型。2003 年鐘麗[31]利用 FLUENT 軟件研究了攪拌器的功率曲線,對單層標準六直葉渦輪在不同流動狀況下的功率進行了數值模擬。研究結果為:CFD 方法模擬的攪拌器的功率曲線和文獻數據基本吻合,層流流動狀況的計算結果與文獻值接近,湍流區模擬結果要小于文獻數據,在過渡流區,不同方法計算的流場速度和壓力分布相差較大, 但是由壓力梯度和剪切應力引起的功率消耗值相差不大;在網格數量已經足夠大時,再增加網格數量對功率準數的計算結果影響不大。


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