鉻黃攪拌反應(yīng)釜的計算流體力學(xué)模擬研究.pdf

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1、學(xué)校代碼號：；目鉻黃攪拌反應(yīng)釜的計算流體力學(xué)模擬研究工程領(lǐng)域：化學(xué)工程研究方向：反應(yīng)工程論文作者：劉凱特學(xué)校導(dǎo)師：朱志慶教授企業(yè)導(dǎo)師：魏建華教授級高工定稿日期：年月日學(xué)位論文使用授權(quán)聲明本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)華東理工大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編學(xué)位論文。保密論文在解密后遵守此規(guī)定。論文涉密情況：保密’口保密，保密年一月一日至年一月一日）學(xué)位論文作者簽名：指導(dǎo)老師簽名：日期

2、年月《日日期月日分類號：密級：華東理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文鉻黃撥拌藎的計算流體力學(xué)模擬研宄劉凱特指導(dǎo)教師姓名：朱志慶教授華東理工大學(xué)化工學(xué)院魏建華教授級高工上海華誼集團(tuán)技術(shù)研究院申請學(xué)位級別：碩士工程領(lǐng)域：化學(xué)工程論文定稿日期：論文答辯日期：學(xué)位授予單位：華東理工大學(xué)學(xué)位授予日期答辯委員會主席：程振民教授評閱人：劉濤教授蔡清白高工作者聲明我鄭重聲明：本人恪守學(xué)術(shù)道德，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)。所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進(jìn)行研宄工作所取得的結(jié)果。除文中明確注明和引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的內(nèi)容。論文為本人親自撰寫，并對所寫內(nèi)容負(fù)責(zé)。論文作者

3、簽名：令年月曰華東理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文第頁鉻黃攪拌反應(yīng)釜的計算流體力學(xué)模擬研究摘要鉻黃具有遮蓋力強、價格低、耐溶劑的特點，常用于涂料和油墨等行業(yè)。為解決上海鉻黃廠反應(yīng)釜放大產(chǎn)生的質(zhì)量降低問題，本文以反應(yīng)體系特點和反應(yīng)器結(jié)構(gòu)特性相匹配的開發(fā)原則，以槳葉、底部等為研究核心，對速度、濃度、湍動能、微觀混合等進(jìn)行分析，為鉻黃工業(yè)攪拌釜的改進(jìn)提供了重要參考。本文采用軟件對固液混合過程進(jìn)行數(shù)值模擬。對比實驗值與模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)二者誤差，表明模型可靠；采用該模型模擬并選擇最優(yōu)攪拌槽結(jié)構(gòu)，即上層槳為°四葉斜槳（、下層槳為六直葉圓盤渦輪槳（、底部為碟形，并在槳處加料；結(jié)合實驗得出攪拌過

4、程的單位體積輸入功率為確定和的最優(yōu)攪拌轉(zhuǎn)速分別為和設(shè)計和反應(yīng)器并模擬預(yù)測內(nèi)部流動情況，得到微觀混合分布與小試模擬結(jié)果基本吻合，并且系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)差較小說明攪拌均勻；根據(jù)實驗結(jié)果建立團(tuán)聚模型，預(yù)測和攪拌釜的產(chǎn)品粒徑分別為和，符合工業(yè)上對鉻黃顆粒的質(zhì)量要求。本文為鉻黃裝置的設(shè)計及放大提供了指導(dǎo)依據(jù)，已應(yīng)用于攪拌反應(yīng)器的加工制造。并成功運用技術(shù)，優(yōu)化鉻黃生產(chǎn)裝置的槳葉及底部，改善了攪拌效果。采用軟件研究固液攪拌過程的微觀混合特性，國內(nèi)尚未有該方面的文獻(xiàn)報道，研究對于涉及快速反應(yīng)的固液混合具有一定借鑒意義。關(guān)鍵詞：鉻黃；計算流體力學(xué)；固液懸浮；微觀混合；團(tuán)聚模型第頁華東理工大學(xué)工程

5、碩士學(xué)位論文，，，華東理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文第頁目錄第章前言第章文獻(xiàn)綜述技術(shù)及軟件技術(shù)簡介模擬軟件的模型簡介攪拌反應(yīng)器結(jié)構(gòu)介紹艦鮮攪拌容器主要附件主要設(shè)計參數(shù)及公式模擬攪拌反應(yīng)器進(jìn)展國內(nèi)進(jìn)展國外進(jìn)展進(jìn)展總結(jié)第章攪拌槽的結(jié)構(gòu)設(shè)計模型可靠性驗證經(jīng)典實驗文獻(xiàn)實驗設(shè)備及軟件計算體系及數(shù)值方法模型的驗證攪拌槽結(jié)構(gòu)參數(shù)及數(shù)值方法計算體系及網(wǎng)格劃分收斂判據(jù)攪拌效果的比較濃度分布速度分布湍動能分布微觀混合時間分布本章小結(jié)第章機械攪拌蓋內(nèi)工藝條件的選擇攪拌轉(zhuǎn)速的模擬第頁華東理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文計算體系及網(wǎng)格劃分濃度分布速度分布湍動能分布微觀混合時間分布小試實驗驗證實驗方法產(chǎn)品著色

6、力與粒徑分析轉(zhuǎn)速對比試驗本章小結(jié)第章工業(yè)反應(yīng)釜的放大及粒徑預(yù)測工業(yè)反應(yīng)爸的結(jié)構(gòu)參數(shù)放大操作的轉(zhuǎn)速條件工業(yè)反應(yīng)釜的流場模擬計算體系及網(wǎng)格劃分收斂判據(jù)攪拌槽的模擬結(jié)果攪拌槽的模擬結(jié)果團(tuán)聚模型的研究團(tuán)聚模型的建立模型對槳葉的適應(yīng)性熟化對粒徑的影響團(tuán)聚尺寸模型的應(yīng)用本章小結(jié)第章主要結(jié)論攪拌反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計鉻黃生產(chǎn)的工藝條件工業(yè)反應(yīng)釜的放大團(tuán)聚尺寸模型的研究參考文獻(xiàn)麵華東理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文第頁符號說明相的體積分?jǐn)?shù)；—固相體積分?jǐn)?shù)；測點固相濃度與釜內(nèi)平均固相濃度之比—底層槳葉離底距離，—瑞流模型參數(shù)；曳力函數(shù)；—靜止流體中的曳力系數(shù)，無量綱；攪拌軸徑，加料口直徑，攪拌器直徑

7、，固體顆粒粒徑，平均能量耗散，—曳力，—重力加速度，是由浮力產(chǎn)生的瑞流動能，層流速度梯度而產(chǎn)生的湍流動能，錐高，；—加料口高度，封頭高，液位高度，—底部高度，相間動量傳遞系數(shù)，無量綱；—液固交換系數(shù)，無量綱；團(tuán)聚體平均粒徑，加料口中心距軸線距離，—配制重鉻酸鈉溶液的重鉻酸鈉總量，—攪拌轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速，；—完全懸浮臨界轉(zhuǎn)速，一；—功率準(zhǔn)數(shù)；—攬拌器功率，—液體的密度，—混合物的密度，第覓華東理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文—固相顆粒密度，懸浮密度，—溶液在同一溫度下的平衡飽和濃度，一測點數(shù)目；—雷諾數(shù)，無量綱；槳葉間距，—過飽和比；、—方程和方程中用戶定義的源項；