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《攪拌浸出槽固液兩相流場的數值模擬.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第2期機械設計與制造2014年2月MachineryDesign&Manufacture2l5攪拌浸出槽固液兩相流場的數值模擬吳宗武，孔建益，侯宇，王興東(武漢科技大學機械自動化學院，湖北武漢430081)摘要：運用Fluent對石煤提釩攪拌浸出槽進行流場模擬，用GAMBIT建立流場實體模型，采用k-e湍流模型、歐拉一歐拉多相流模型、以及多重參考系法處理攪拌槳區(qū)。對攪拌槽在直槳式和旋槳式兩種槳型下的流場以及裝有擋板或導流筒后的流場情況進行了比較研究，結果表明在同等條件下旋槳式攪拌槳攪拌效果較好，軸向速度比直槳式攪拌槳平均高出120％，在攪拌槽中設置擋板和循環(huán)筒有利于改善流
2、場速度分布，從而加強混合效果，但擋板的改善效果更為顯著。關鍵詞：固液兩相流；湍流；軸流中圖分類號：TH16文獻標識碼：A文章編號：1001—3997(2014)02—0215—03NumericalSimulationforSolid-liquidTwo-phaseFlowinStirredLeachingTankWUZong—wn，KONGJian—yi，HOUYu，WANGXing—dong(SchoolofMechanicalandAutomation，WuhanUniversityofScienceandTechnology，HubeiWuhan430081，Ch
3、ina)Abstract：UsingGAMBITtoestablishflowfieldphysicalmodelandthek-eturbulencemodel，Euler-Eulermuhiphaseflowmodelandmultiplereferenceframemethodtoprocessagitatingarea，tosimulatetheflowfieldintheleachingtankfortheVextractioninthestonecoalinFluent，itcomparedtheflowfieldunderstraightbladeorpro
4、pellerandthesameequippedwithbaf~eordrtubeintheleachingtank．Theresultshowsthatthemixingeffectofthepropellerimpellerisbetterunderthesamecondition，theaxialvelocityis120％higherthanthatofthestraightimpeller，andsettingbaizeanddr4ttubeintheleachingtankisgoodforimprovingthemixingflowfield，thusstr
5、engtheningthemixingeffect，buttheeffectofthebaf~eismoresignifcant．KeyWords：Solid-LiquidTwo-PhaseFlow；Turbulence；AxialFlow都在歐拉坐標系下處理，其優(yōu)點在于能解決具有較高粒子濃度占1引言主導地位的流場。攪拌槽是一種在化工、冶金等T業(yè)中常見的反應器，可用于均相反應和多相反應。石煤提釩過程中難點和關鍵都是礦石分解2攪拌作用下流體的流動狀態(tài)過程，即石煤中釩由同相進入液相的機械攪拌浸出過程。浸出過在攪拌作用下，攪拌槽內液體的流動狀態(tài)可用攪拌雷諾數程中，為了獲得比較高
6、的浸出率，通常采用攪拌的方式，使固體顆來判斷，如表l所示。攪拌雷諾數的定義為[21：2粒達到懸浮狀態(tài)，以利于與浸出液均勻混合。機械攪拌浸槽的尺e盟T(1)設計根據礦粒度、浸出時間、浸礦漿液同比及攪拌強度需要，漿式中：rf_—攪拌槽直徑，m—攪拌槽轉速，以體的密度，k咖；葉數量可分為單漿和多漿，葉片形式有平漿式、錨式、旋漿式和渦一液體的粘度，Pa·S。輪式。通過對實驗室_}}j攪拌槽的攪拌過程進行數值模擬，探討了表1雷諾數與流動狀態(tài)的關系湍流狀態(tài)下單漿平槳式和單漿旋槳式兩種漿型的攪拌效果以及Tab．1RelationshipBetweentheFlowState擋板、導流簡
7、對攪拌效果的影響，為浸出槽的結構設計和優(yōu)化提andReynoldsNumberReM供了理論依據。雷諾數兄e流動狀態(tài)<10完全層流目前對液固兩相流動的數值模擬主要有兩類方法：(1)離散l0～30部分層流顆粒模型：歐拉一拉格朗日(Euler—Lagrange)方法；(2)雙流體模30～10過渡流>l0湍流型：歐拉一歐托(Euler-Euler)方法I。離散顆粒模型只把流體當作連續(xù)介質，將顆粒視為離散體系，在歐拉坐標系下考察流體的運3攪拌槽尺寸及參數，動，在拉氏坐標系下考察顆粒的運動。雙流體模型把顆粒作為擬攪拌槽內部尺寸為qb3O
