卧式双轴搅拌釜内流场分析及釜残回收研究
双搅拌釜动力学装置
双搅拌釜动力学装置1.引言1.1 概述双搅拌釜动力学装置是一种先进的实验设备，被广泛应用于化学工程、生物医学、食品加工等领域。
该装置采用双搅拌机构，通过同时搅拌内部液体，以实现更高效的混合和反应过程。
本文将对双搅拌釜动力学装置进行深入探讨，包括其原理、优势、应用价值以及未来发展前景。
章节“引言”中的1.1概述部分将对双搅拌釜动力学装置进行整体介绍。
双搅拌釜动力学装置是一种基于双搅拌机构的实验设备，通过同时搅拌内部液体，以实现更高效的混合和反应过程。
这一装置的出现对于传统单搅拌釜动力学装置进行了革新和改进，提高了搅拌效果和反应速率。
双搅拌釜动力学装置的核心原理是在一个釜内安装两个搅拌器，它们分别以不同的速度和方向进行搅拌。
这种设计提供了更多的涡流和剪切力，使液体更充分地混合并加速反应速度。
另外，双搅拌机构还可以有效地防止物料在混合过程中出现沉降或结块的现象，提高了反应的均匀性和稳定性。
与传统单搅拌釜相比，双搅拌釜动力学装置具有诸多优势。
首先，双搅拌机构可以提高混合效果，使反应物质更加均匀地被混合，从而提高了反应的效率和产率。
其次，双搅拌釜动力学装置能够更好地应对液体中粘度高、浓度大的物料，有效地解决了单搅拌釜在处理这类物料时的困难。
此外，双搅拌机构还能够灵活调整搅拌速度和方向，以满足不同反应需求，提高了装置的适用性和灵活性。
双搅拌釜动力学装置在多个领域具有广泛的应用价值。
在化学工程领域，它可以用于溶液混合、气液反应、悬浮液制备等诸多工艺。
而在生物医学领域，该装置可以用于细胞培养、生物反应器的搅拌等应用，为生物工艺的研究和生产提供了重要支撑。
此外，双搅拌釜动力学装置还可以应用于食品加工、环境工程等领域，满足不同行业对于混合和反应过程的需求。
展望未来，双搅拌釜动力学装置有着广阔的发展空间。
随着科学技术的不断进步，对于反应过程的要求也将越来越高。
双搅拌机构的设计与优化、搅拌速度和方向的精确控制、装置的自动化程度等方面仍有待深入研究和改进。
搅拌釜流场分析实验实验指导书
搅拌釜的流场分析实验一、实验目的1、利用PIV设备对搅拌模型的流场进行测量，得到搅拌釜内不同位置，不同工况下的流场情况；并检测其功率和混合时间。
2、了解搅拌釜的结构模型及其控制系统。
3、了解PIV系统的工作原理并掌握其操作方法。
4、掌握Tecplot对实验拍摄图像的后处理。
二、实验装置介绍1、实验装置：实验装置如图1所示，本实验装置由升降装置，控制柜，传动装置，搅拌装置和搅拌容器组成。
升降装置能实现机架在垂直方向的移动；控制装置能调节转速，实现升降装置的升降，输入桨叶各尺寸的相关参数；传动装置由电动机，变速器，机架和联轴器组成。
其中容器为椭圆封头搅拌釜，搅拌釜内径600mm，底部为椭球面，高175mm，上部分为圆筒，高800mm；筒体上有四条对称的肋板：长60mm×宽10mm×高250 mm。
控制柜是由测试用的微机、相关测试仪器以及操作台组成。
不同搅拌器在不同转速下的实际功率通过西门子变频器HP-JCA传入监控台，再经过485转232模块传回软件界面。
搅拌转速在软件界面上输入，软件内部嵌套了相关方程，通过软件子菜单，可以选择自定义桨叶，输入桨叶各尺寸的相关参数，选择输入相应各种桨叶的参数及有关搅拌浆液的测试数据，便能得到相应的不同搅拌器理论搅拌功率，搅拌效率等值。
图1 搅拌釜二维图2、PIV实验装置：实验装置如图2所示，本实验PIV设备系统由以下几个部分组成：一个双腔Nd：YAG固体双脉冲激光器；能量350mj×2；激光波长532nm；激光脉冲宽度6-8ns；重复频率1-10HZ可调；一个CCD：分辨率：2456 pixel ×2056 pixel，最高采集速率16 fps，像素灰度等级为12bit，使用PIV模式；镜头：Nikon F 24mm/2.8；同步控制器：时间精度0.25 ns；使用锁相/外同步模式；光学滤镜：532 nm窄带滤光镜。
在这种情况下可以得到理想的流场状态分布图像。
搅拌釜内气液两相动态相对稳定状态的研究的开题报告
搅拌釜内气液两相动态相对稳定状态的研究的开题报告一、课题背景及研究意义随着现代工业的高速发展，搅拌设备已广泛应用于化工、制药、食品等行业。
其中，搅拌釜作为一种常见的反应设备，其内部存在着气液两相的相互作用，这将直接影响到反应的效率和质量。
因此，对于搅拌釜内气液两相动态相对稳定状态的研究具有重要的意义。
二、研究内容和方案本研究将探究搅拌釜内气液两相动态相对稳定状态的特点和规律。
具体研究内容包括：1. 建立搅拌釜内气液两相混合的数学模型，探究气液两相流体的物理和化学性质。
2. 采用实验方法，测量搅拌釜内气液两相混合的动态数据，分析其在不同参数条件下的变化规律。
3. 结合数值计算和实验数据，对搅拌釜内气液两相动态相对稳定状态进行定量分析，探讨其影响因素和内在机理。
根据以上研究内容，本研究将采用数值模拟和实验相结合的方法，以建立搅拌釜内气液两相混合的数学模型为基础，通过多组实验数据的对比和分析，将探讨气液两相流动的特点和规律，为反应设备的设计和优化提供理论依据。
三、研究成果与预期效益通过本研究，将实现对搅拌釜内气液两相动态相对稳定状态的深入探究，为设备的优化和研发提供可靠的理论支持。
同时，预计本研究成果能够：1. 提升搅拌釜反应效率，降低生产成本。
2. 降低搅拌釜操作过程中的失误率和生产事故率。
3. 为相关领域的科学研究提供新的理论和实践支持。
四、研究方法本研究采用数值模拟和实验相结合的方法，具体操作包括：1. 建立气液两相混合的数学模型，并通过计算机模拟分析其变化规律。
2. 设计实验方案，进行对比测试和定量分析，获取搅拌釜内气液两相混合的实际数据。
3. 结合数值模拟和实验数据，对搅拌釜内气液两相动态相对稳定状态进行定量分析，探讨其影响因素和内在机理。
五、研究计划及进度安排1. 前期准备工作（1个月）：研究文献调研、实验装置的准备、实验设计和预研究等。
2. 数值模拟（2个月）：建立气液两相混合的数学模型，并进行数值模拟和分析。
反应釜搅拌轴的结构改进问题
反应釜搅拌轴的结构改进问题刘馥;曹静【摘要】结合计算流体动力学数值模拟方法,在分析数值计算模拟和方法的基础上,对改进反应釜的内部单相、双相流场进行数值模拟分析.模拟结果表明,通过改进的釜搅拌轴结构能够有效保证搅拌功率得到增加,大幅度提升轴向循环效果,具有进一步推广的价值.【期刊名称】《现代制造技术与装备》【年(卷),期】2016(000)003【总页数】2页(P131-132)【关键词】反应釜;数值模拟;搅拌轴;结构优化;流场分析【作者】刘馥;曹静【作者单位】盘锦职业技术学院,盘锦 124000;盘锦职业技术学院,盘锦 124000【正文语种】中文当前，在化工、制药等领域中经常应用到承压反应釜。
具体的应用过程，则涉及到复杂的固液多相混合操作，且会产生大量的热传递效应。
如果在此过程中呈现出不好的混合效果，就会导致出现压力、温度局部的剧烈变化，造成设备失效情况的发生。
一般来说，进行混合的过程中，将密度比较低的固液混合入固相介质或者液体存在一定难度，经常会出现物料团结、投料溶入等问题。
因此，这对有效开展低密度颗粒搅拌的时间提出了一定要求。
所以，合理设置反应釜搅拌轴的结构具有重要意义，能够满足一定的悬浮效果。
在传统的设计过程中，利用半经验设计方法，往往具有周期长、过程较为复杂，难以进行深入有效优化等问题。
所以，结合计算流体动力学（CFD）软件Fluent，通过内部流场分析和模拟，能够知晓对搅拌设备的合理实际[1,2]。
当前，已经有相当多的国内外学者针对搅拌设备的内部流场进行数值模拟分析，且获得了一定的研究结果。
但是，考虑到颗粒密度小于液相的上浮颗粒的搅拌过程研究还不太多，这里利用CFD数值模拟，探讨固液搅拌效果不佳的反应釜相关问题，探讨反应釜搅拌轴的结构改进问题，以期对后续的反应釜设计提供一定指导。
1.1 物理模型根据设备结构，在反应釜及其搅拌器中采用传统的4层PBT桨。
原有的操作参数如下：8方且内径为2400mm操作容积；转速为9893r/min；固相粒径范围在20～50μm，且主要为珍珠岩颗粒，堆积密度为0.176×103kg/m3；在进行第一次进料后，其中的固相体积分数为2%。
搅拌釜内流场实验研究与数值模拟的进展
８０ ０
化 工 机 械
２１ ０ ０矩
搅 拌 槽 内非 稳 态 流 场 的 测 量 。 粒 子 图 像 测 速 技 术 无 论 在 成 本 、 度 或 是 适 用 性 上 都 具 有 其 他 测 量 精 技 术 无 法 比 拟 的 优 势 ’ Ｌ ｍ ｅ ｏＤ Ｊ等 人 用 。 ａ ｂ ￣ ＰＶ测 得 的 结 果 ， 明 了 用 商 业 软 件 模 拟 涡 轮 搅 Ｉ 证
式 进 行 设 计 ， 少 系 统 的 理 论 指 导 ， 致 设 计 偏 于 缺 导
桨就是 利 用 激 光测 速 仪 开发 的。然 而 Ｌ Ｖ是 典 Ｄ 型 的单 点测 量仪 器 ， 即使 用 微 机 自控 的激 光 测 速 仪 ， 次也 只能 测 量 流场 内一 点 或几 点 的瞬 时速 每 度值 ， 提供 整个 流 场 的结 构 信 息需 要 进 行 大 量 的
特 征 参 数 。 据 美 国 Ｌｇｔｉ ｉ ｎｎ公 司 报 道 ， ３ ０搅 拌 ｈ Ａ １
作 ， 可 连续 操 作 ， 有 混合 效 果 好 、 接 触 面积 又 具 相 大 、 热传质 效率 高等 特点 。但 由于操作 、 传 边界 条 件 的复 杂 性 ， 拌 釜 内流 体 的湍 流 特 性 、 递 过 搅 传 程 、 部混合 等现 象都 很难 进行 详细 的数 学描 述 ， 局 因此 ， 目前搅 拌设 备 大 多 依 靠 经 验 和半 经 验 关 联
受到 干扰 ， 目前 已较 少 采 用 。
它 将摄 像机 与 图像 处 理技 术 相 结 合 ， 原 理是 狭 其 缝 激光束 照射 搅 拌槽 ， 两 个脉 冲激发光 源 ， 用 得到 粒 子场 的两次 曝 光 图像 ， 接着 根 据 曝 光 时 间 内粒
２ ０世 纪 ８ ０年 代 以来 ， 内外 开 始 运 用激 光 国
卧式搅拌磨机搅拌系统动力学性能有限元分析
卧式搅拌磨机搅拌系统动力学性能有限元分析程显;董为民【摘要】Mixing system is the main part of the horizontal stirringmill,whose performance can directly affect the per-formance of mill.Modal analysis and unbalance response analysis were carried out by establishing the finite element model of mixing system.The critical rotating speed of stirring system was achieved based on the modal analysis results and the stir-ring system structure was verified.It provided the basis for adj usting the mixing system and improved the stability of the mill by using the test method for unbalance response analysis to predict the unbalance vibration characteristics.%搅拌系统是卧式搅拌磨机的主要组成部分，其性能优劣直接影响着卧式搅拌磨机的性能。
通过建立搅拌系统的有限元模型，对其进行模态和不平衡响应分析，根据模态分析结果，计算出搅拌系统的临界转速，验证了搅拌系统结构的合理性。
采用试验法对搅拌系统进行了不平衡响应分析，预测了其不平衡振动特性，为调节其动平衡，提高卧式搅拌磨机的稳定性，提供了参考依据。
【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2014(000)007【总页数】3页(P70-72)【关键词】卧式搅拌磨机;搅拌系统;动力学;模态分析;不平衡响应【作者】程显;董为民【作者单位】昆明理工大学机电工程学院，云南昆明 650500;昆明理工大学机电工程学院，云南昆明 650500【正文语种】中文【中图分类】TD453卧式搅拌磨机（以下简称磨机）是一种可以将矿物颗粒粉碎至微米级的超细粉磨设备，主要由静置的卧式研磨筒体和安装于筒体内部的搅拌系统组成。
D-T型双轴卧式搅拌装置半釜持液量时功率特性的数值模拟
拟采用单级搅拌桨进行计算 ， 通过 Ｓ ｌ Ｗｏｋ ｏ ｄ ｒｓ ｉ
构造 结构模 型 ， 导人 Ｇａ ｉ ， 过分 离 、 并等 方 ｍｂｔ中 通 合
法， 形成如 图 １所示的卧式双轴搅拌桨模型 ， 实心搅 拌轴以外的区域为模拟区域． 搅拌轴直径为 ４ ｍ， ４ ｍ 两搅拌轴的轴心距为 １４ ｍ， ０ ｍ 搅拌翅顶端距轴心 的 距离 为 ７ ｍ 搅 拌槽 的直径是 ｌ０ ｍ， 长为 ６ ｍ， ６ｍ 槽 ２０ ｍ． １ ｍ 翅数少的轴定义为清理轴 ， 翅数多的轴定义
叶 片
１４ 物理模 型及 边界条 件 ． 搅 拌 轴 的转 动 ， 致模 拟 区域 不 断发 生 变化 ， 导 且
搅拌轴
双轴的搅拌翅相互交叉 ， 使得滑移网格法及多重参考 系 法不 再 适合 ， 以选 择 了动 网格模 型 （ ｎｍｉ 所 ｄ ａ ｃ ｙ ｍ ｓ） 模拟区域 内存在气液两相 ， ｅｈ ． 属于多相流问题 ， 而 多 相 流 模 型 中 ＶＯ Ｆ模 型适 合 于分 层 的 自 由表 面
２ Ｃ ｌ ｇ ｆ ｈｍｉａＥ ｇｎ ｅｉｇ Ｓ ｅｙｎ ｎｖ ｒ ｔ ｆ ｈｍｉａＴ ｃｎ ｌｇ ，Ｓ ｅｙ ｎ １ １２ ｈｎ ） ． ｏｌ ｅ Ｃ ｅ ｃｌ ｎ ｉｅｒ ， ｈ ｎ ａｇＵ ｉｅｓ ｏ Ｃ ｅ ｃｌ ｅｈ ｏｏ ｙ ｈ ｎ ａｇ１０４ ，Ｃ ｉａ ｅ ｏ ｎ ｉ ｙ
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第４ ４卷 第 １ 期 １
率准数． 雷诺数） Ｍｅ ｎｒ ， 和 ｔ ｅ 数 并通过试验进行 了验 ｚ 证． ｅｙ Ｋ ｌ 建立 的 Ｃ Ｄ模型准确预测了不同结构 ｌ Ｆ 的轴向流桨的功率准数． 冯惠生等ｌｌ 过 Ｃ Ｄ 方法 １ Ｕ 通 Ｆ 预测了 Ｄ Ｔ 型双轴卧式搅拌装置满釜时的功率特性 ． 和 传热 特 性 ， 得 了较好 结 果 ． 以看 出 Ｃ Ｄ 已经 取 可 Ｆ
双轴卧式搅拌机工作原理
双轴卧式搅拌机工作原理一、概述双轴卧式搅拌机是一种广泛应用于化工、制药、食品等行业的混合设备，其主要特点是能够高效、快速地完成物料的混合。
该设备通过两个搅拌轴的旋转，将物料在槽内进行均匀的搅拌，从而实现物料的混合。
二、工作原理1. 搅拌叶片旋转双轴卧式搅拌机的两个搅拌轴通过电机驱动旋转，搅拌叶片也随之旋转。
搅拌叶片的旋转使物料在槽内产生循环流动，促使物料进行均匀的混合。
2. 物料在槽内流动在搅拌叶片的作用下，物料在槽内形成循环流动，使物料不断地从槽的一端移动到另一端，然后再返回，如此往复循环，从而实现物料的均匀混合。
3. 混合物料的均匀性双轴卧式搅拌机的两个搅拌轴的旋转方向相反，使得搅拌叶片对物料的推动方向相反，从而增强了物料的混合效果，提高了物料的均匀性。
4. 搅拌叶片的形状与材质搅拌叶片的形状和材质对物料的混合效果有很大的影响。
不同形状和材质的搅拌叶片适用于不同的物料和混合要求。
常见的搅拌叶片形状有平叶、折叶、弯叶等，材质有碳钢、不锈钢等。
5. 电机驱动与减速器双轴卧式搅拌机的两个搅拌轴由电机驱动，并通过减速器减速后带动搅拌轴旋转。
电机的选择和减速器的设计需要根据设备的工艺要求和实际工况来确定。
6. 温度控制与冷却系统对于某些需要在一定温度下进行混合的物料，双轴卧式搅拌机配备了温度控制和冷却系统。
温度控制可以通过加热或制冷来实现，而冷却系统则通过循环冷却水等手段来降低设备的温度。
7. 安全保护装置为了确保设备的安全运行，双轴卧式搅拌机配备了各种安全保护装置，如过载保护、电机缺相保护、温度过高保护等。
这些安全保护装置可以在设备出现异常情况时及时切断电源或发出报警信号，保障设备和操作人员的安全。
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冯惠 生 ，韩金 玉 ，刘 叶凤 ，单 纯 ，徐 菲 菲 ，杨
（ １ ．天津 大学 化工学院 ，天津
腾 ，夏 明 明
２ ３ ０ ０ ２ ４ ）
３ ０ ０ ０ ７ ２ ；２ ． 东华工程股份有 限公 司，安徽 合肥
摘要 ： 采用 Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ 软件建 立卧式双轴搅 拌釜三维模型 ， 应用 Ｆ Ｌ Ｕ Ｅ Ｎ Ｔ软件进行数值模 拟。针对高黏 度流体 ， 分 析 了卧式双轴搅拌釜沿 ｙ 轴方 向截 面上 的流场特性 。计算结果表 明 ： 该卧式双轴搅拌釜 中高黏度 流体具有较好 的 流场分布 ， 搅拌效果 良好 ； 在导热油为加热介质的实验装置上分别进行 了高黏度二价酸酯混合物 （ ＭＤ Ｂ Ｅ ） 蒸馏釜残 和 甲苯二异氰酸酯 （ Ｔ Ｄ Ｉ ） 蒸馏釜残中产品的 回收实验 。实验结果证 明将该釜作 为蒸馏塔釜残 的深度蒸 馏再沸 器 ， 产 品回收率 高达 ９ ９ ％ 以上 ， 可以大幅度减少化工 固体废物排放 。 关键词 ： 卧式双轴搅拌釜 ； 高黏度流体 ； 数值模拟 ； 蒸馏 ； 流场
ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｅ ｄ ．Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｈ ｉ ｇ ｈ － ｖ ｉ ｓ ｃ ｏ ｓ ｉ ｔ ｙ ｌ ｆ ｕ ｉ ｄ ｈ ａ ｓ ｂ ｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ｌ ｆ ｏ ｗ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ｄ ｉ ｓ ｔ ｉ ｒ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｍｉ ｘ ｉ ｎ ｇ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｈ ｏ ｒ ｉ ｚ ｏ ｎ ｔ ｌ ａ ｔ ｗ ｉ ｎ － ｓ ｈ ａ ｆ ｔ ｍｉ ｘ ｉ ｎ ｇ ｔ ａ ｎ ｋ ．Ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｌ ａ ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｗａ ｓ ｂ ｕ ｉ ｌ ｔ ｗ ｉ ｔ ｈ ｈ ｅ ａ ｔ ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｏ ｉ ｌ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｈ ｅ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ
第４ １卷 第 １期 ２ ０ １ ３年 １月
化 学 工 程 Ｃ Ｈ Ｅ Ｍ Ｉ Ｃ Ａ Ｌ Ｅ Ｎ Ｇ Ｉ Ｎ Ｅ Ｅ Ｒ Ｉ Ｎ Ｇ（ Ｃ Ｈ Ｉ Ｎ Ａ）
Ｖｏ ｌ ＿ ４１ Ｎｏ． １
Ｊ ａ ｎ ．２ ０ １ ３
卧式 双轴 搅 拌 釜 内流 场 分 析及 釜 残 回收研 究
Ａｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｌｏ ｆ ｗ ｉｅ ｆ ｌ ｄ ｉ ｎ ｈ ｏ ｒ ｉ ｚ ｏ ｎ ｔ ａ ｌ ｔ ｗｉ ｎ ． ｓ ｈ ａ ｔ ｆ ｍｉ ｘ ｉ ｎ ｇ ｔ ａ ｎｋ ａ ｎｄ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｎ ｒ ｅ ｃ ｏ ｖ ｅ ｒ ｙ ｏ ｆ ｄ ｉ ｓ ｔ ｉ ｌ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｉ ｄ ｕ ｅ ｓ
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中图分类号 ： Ｏ ３ ５ １ ． ２ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ０ ０ ５ － ９ ９ ５ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ － ０ ０ ５ ０ － ０ ４ Ｄ０Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ５ － ９ ９ ５ ４ ． ２ ０ １ ３ ． ０ １ ． ０ １ ２