双桨搅拌槽关于混合的研究
搅拌槽内流体的流动与混合
实验六搅拌槽内流体的流动与混合一、教学目的与要求流体混合是搅拌操作的目的之一。
除此之外，固体在液体中的悬浮，气体在液体中的分散等过程，都可以通过搅拌来达到。
本实验的重点是搅拌槽中流体的混合过程。
实验目的有两点：（1）观察搅拌槽内流体的流动特性，了解搅拌器型式、挡板对流型的影响。
（2）测定搅拌转速、输入功率、叶轮形式、挡板条件、物料量（液位）变化对混合时间的影响。
通过上述实验，了解影响流体混合的主要因素及基本规律。
二、基本原理流体在搅拌槽内的流动与混合特征，是由搅拌槽的结构，搅拌器的型式、搅拌叶轮提供给流体的功率等因素决定的。
搅拌叶轮产生的流动的基本形式有两种：轴向流和径向流。
径向流叶轮将流体从水平或径向排出至槽壁；轴向流叶轮使流体产生平行于叶轮轴的流动。
在无挡板的情况下，流体的流动通常呈现出以搅拌轴为中心的圆周运动。
这种流动现象叫打漩。
打漩的存在对混合特性有显著影响。
搅拌槽内的混合特性一般用混合时间的长短及输入功率的大小来描述。
混合时间一般定义为是进料在全槽范围内分布均匀所需的时间。
输入功率定义为叶轮提供给流体的实际功率。
三、实验装置本实验装置共有两套，实验流程如图1所示：如流程图中所示：电机（4）的转速由调频器（1）来控制，通过皮带传动，驱动搅拌叶轮转动。
四、试验方法（1）转速的测定搅拌器转速由转速计来测定（2）搅拌功率计算搅拌功率P：P=N pρN3D5式中，N p——功率准数，ρ——液体密度[kg/m3],N——搅拌转速[1/s],D——搅拌桨直径[m]，不同搅拌桨的相关数据见下表1。
图1 搅拌实验装置流程图1、调频器2、电压表3、电流表4、电机5、皮带轮6、轴承座7、搅拌轴8、搅拌槽9、叶轮10、挡板11、转速计表1 不同搅拌桨的相关数据（3）混合时间的测定混合时间的测定采用酸碱中和法。
通过流体中指示剂的颜色变化来确定流体的混合时间。
在流体中加溴百里香酚蓝作为指示剂。
当液体为碱性时指示剂呈蓝色，当液体为酸性时指示剂呈橙色。
新型双轴组合桨搅拌性能研究
容易把 反应 釜 的介质 分成 以搅拌 器为 界的上 下 ２ 个 循 环 区 ， 常情况 下 ， 通 区间混 合时 间是 区 内混 合时 间
的１ ０倍 以上 ， 果使 整个 釜 内的循环 混合变 得更 加 结 困难 。而轴 向流 搅拌 桨 可使流 体产 生轴 向流 动 ， 循
环能 力强 ， 剪 切 能 力 相 对 较 弱 ， 部 混 合 效 果 较 但 局 差 。为充 分发挥 每个 单型 桨 的优 点 ， 免其 缺点 ， 避 提 出混 合流组 合 桨 。组 合桨 的结 构 如 图 １所 示 ， 由 它 内桨和外 桨 ２部分 组 成 。其 中 内桨 由倾 斜 ４ 。 ５ 的双
笔 者针 对 某 石化 企业 聚合 反 应 的特 点 ， 出 了 提
一
实 验溶 液采 用江 苏张家 港三 惠化工 厂生 产的 羧
种 新 型组合 桨 ， 在实 际应 用 中取得 了 良好 的搅 拌
国民族化 学工 业 的发展 ［ 。这 一情况 已经 引起 国 内 ２ ］ 相关 机构 和科 研人 员 的重 视 ， 来越 多 的人 员 已 经 越
Ｉ 实验部 分 １ １ 新型 搅拌 桨介 绍 ．
径 向流 搅拌 桨虽 然在桨 叶端 能够 产生很 强 的剪 切作 用 ， 形成湍 流 扩 散 ， 利 于 混合 ， 它 同 时 也 易 有 但
维普资讯
第 ２ ７卷 第 ６期
２０ ０ ６年 １ ２月
化 学 工 业 与 工 程 技 术
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ Ｃ ｅ ｃ ｌ ｎ ｕ ｔ ＆ Ｅ ｇ ｎ ｅ ｉｇ ｏ ｒａ ｈ ｍｉ ｄ ｓｒ ｏ ａ Ｉ ｙ ｎ ｉｅｒｎ
Ｖｏ． ７ Ｎｏ ６ １２ ．
合 我 国 国情 且满 足 生 产需 求 的高 效搅 拌 桨 ， 目前 是 许多 企业 迫切 的需 求 ； 新 型搅 拌 桨 进 行 开发 和 研 对 制， 目前具 有一 定 的理 论 和工业 实用 价值 ， 其在 工业
刚柔组合搅拌桨强化搅拌槽中流体混沌混合
柔组合桨体系 的 Ｌ Ｌ Ｅ为 ０ ． ０ ４ ８ ；刚柔组合桨可有效耗散能量， 使整个槽体的能量分布均匀， 刚柔组合桨在 １ ５ ０ ｒ・ ｍｉ ｎ － 时 的多尺度熵率与刚性桨在 ２ １ ０ ｒ ・ ａｉ ｒ ｎ － 时基本相近：刚柔组合桨 体系的混 合时间均低于 刚性桨体系 ，在转速为
，
（ １ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆＣ ｈ ｅ ｍｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ａ ｎ ｄ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｃ ｈ ｏ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｃ ｈ ｏ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇ ４ ０ ０ ０ ４ ４ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
第６ ５卷 第 １ 期 ２ ０ １ ４年 １ 月
化
工 学
报
Ｖ＿ ０ １ ． ６５ ຫໍສະໝຸດ Ｏ． １ Ｊ ａ ｎ ｕａ ｒ ｙ
ＣＩ ＥＳＣ Ｊ ｏｕ ｍａ ｌ
） ３ ３ ｊ ３ ３ ０ ３ ３ｊ ０ ３ ０ ０ ：
莠
刚柔组 合搅拌 桨强化搅拌槽 中 流体混 沌混合
刘作 华 ，陈超 ，刘 仁龙 ，陶长元 ， 王运 东
ｍｉ ｘｉ ｎ ｇ ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎｃ ｙ ．Ｒｉ ｇ ｉ ｄ — ｌｅ ｆ ｘｉ ｂ ｌ ｅ ｃ ｏ ｍｂｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｂｙ ｌｅ ｆ ｘ ｉ ｂｌ ｅ ｂｏ ｄ ｙ ａ ｎ ｄ ｒ ｉ ｇ ｉ ｄ ｂ ｏ ｄ ｙ ｗｉ ｔ ｈ ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｌ ｅ － ｂ ｏｄ ｙ
（ 重 庆 大 学 化 学 化 工 学 院 ， 重 庆 ４ ０ ０ ０ ４ ４ ； 清 华 大 学化 学工 程 系 ，北 京 １ ０ ０ ０ ８ ４ ）
搅拌过程中液体混合的研究
搅拌过程中液体混合的研究搅拌是液体混合的一种常见方式，搅拌可以有效地将液体混合，加快反应速度并固化材料。
在各种工业应用和实验室中，搅拌是不可或缺的工具。
然而，在液体混合的过程中，液体的物理化学性质会发生变化，需要进行详细的研究和优化。
本文将探讨搅拌过程中液体混合的原理和影响因素，并探讨液体混合研究的一些最新进展。
一、搅拌的原理在搅拌过程中，机械作用导致了流体的运动。
流体发生层流或涡流运动，叶轮的旋转产生了流体的剪切和扰动，使相互接触的分子热运动加强。
此外，还有空气、水汽的对流等运动加剧了分子间的相互作用，促进了液体混合反应。
当液体分子充分混合后，反应均匀的程度也会得到提高。
二、液体混合的影响因素1. 温度：温度是影响搅拌的重要因素。
温度会影响反应速度和程序，低温会降低反应速度，高温又会导致不良后果。
因此，对于不同的反应，需要确定恰当的搅拌温度，以促进反应速度并保持反应物质稳定性。
2. 搅拌速度：搅拌速度是另一个重要的参数。
在实验过程中，需要根据反应物的特性和目标浓度等因素来设置适当的转速。
过慢的转速会延缓反应速度，而过快的转速则会导致离心效应和气泡形成，从而影响反应混合。
3. 搅拌形式：不同类型的搅拌器(如直径桨、倾斜叶片搅拌器等）可以以不同的方式作用于液体，从而产生不同的混合模式和强度。
每种形式的搅拌器都有一定的适用范围和优劣势，需要针对液体的物理化学性质来选择最适合的搅拌器。
4. 离心力和气泡：在搅拌的过程中，离心作用和气泡形成也会加强液体混合效果。
然而，当搅拌速度过快或搅拌方式不适当时，离心力和气泡也会导致更为严重的不良影响。
三、最新进展科研人员一直在致力于改进搅拌方法和研究搅拌对于液体混合的影响机制。
例如，最近的研究表明，低频搅拌可以加强液相中分子的相互作用和阻尼效应，从而促进流体混合。
另外，一些研究还探讨了电磁场对液体混合的影响。
虽然目前的研究还存在一些限制，但这些新技术和方法为液体混合研究提供了有趣的实验和理论探讨方向。
槽型混合机混合的基本原理
槽型混合机混合的基本原理槽型混合机是一种常用的固-液混合设备，其主要用途是将固体物料与液体混合均匀。
槽型混合机的混合原理是通过机器本身的结构和运动方式，使得物料在槽内产生剪切、挤压、摩擦等力学作用，从而实现混合。
下面我们将详细介绍槽型混合机混合的基本原理。
一、槽型混合机的结构槽型混合机主要由机身、搅拌器、电机、减速器、液体进料管、固体进料口、排放口等部分组成。
机身通常为圆柱形，内部设置有一定数量的搅拌叶片。
搅拌叶片通常采用螺旋或锚形等结构，可以分别适用于不同的物料混合。
二、槽型混合机的工作原理槽型混合机的工作原理是：将液体通过液体进料管进入槽体，同时将固体物料从固体进料口加入槽体。
启动电机后，减速器带动搅拌器旋转，搅拌叶片将物料向上抛起，再向下落下，不断重复这个过程。
在这个过程中，物料受到剪切、挤压、摩擦等力学作用，从而实现混合。
混合后的物料通过排放口排出。
三、槽型混合机的混合原理槽型混合机混合的基本原理是通过机器本身的结构和运动方式，使得物料在槽内产生剪切、挤压、摩擦等力学作用，从而实现混合。
具体来说，主要有以下几个方面：1. 剪切作用槽型混合机中，搅拌叶片的旋转产生了一个强烈的剪切力，使得物料在搅拌叶片与槽壁之间不断剪切，从而实现混合。
2. 挤压作用在搅拌过程中，物料被搅拌叶片向上抛起，然后又落回槽底，形成了一种挤压作用。
这种挤压作用使得物料的颗粒之间产生摩擦，从而实现混合。
3. 摩擦作用在搅拌过程中，物料不断受到搅拌叶片和槽壁的摩擦作用，这种摩擦作用使得物料的颗粒之间产生了摩擦，从而实现混合。
四、槽型混合机的应用范围槽型混合机广泛应用于医药、化工、食品、冶金等行业中的固-液混合领域。
它可以用于混合粉末、颗粒、纤维、膏状等不同形态的物料。
槽型混合机不仅可以将物料混合均匀，还可以对物料进行干燥、加热、冷却等处理。
总之，槽型混合机混合的基本原理是通过机器本身的结构和运动方式，使得物料在槽内产生剪切、挤压、摩擦等力学作用，从而实现混合。
两种搅拌结构的混浆效果对比说明
两种搅拌结构的混浆效果对比说明
混浆是指将固体颗粒与液体混合，形成可流动的混合物。
在建筑、化工、环保
等领域中，混浆是一项常见且关键的工艺。
在混浆过程中，搅拌结构对混合效果有着重要影响。
本文将对两种常见的搅拌结构进行对比，并说明它们对混浆效果的影响。
第一种搅拌结构是桨叶式搅拌器。
这种搅拌器由一个或多个桨叶装置组成，桨
叶通常呈扁平形状，在旋转时能够产生较大的流动剪切力。
桨叶式搅拌器搅拌时，其桨叶会产生涡流，使混合物中的颗粒与液体充分接触和搅动。
因此，桨叶式搅拌器具有良好的搅拌效果，可以快速且均匀地将颗粒分散到液体中，从而实现较好的混浆效果。
第二种搅拌结构是螺旋搅拌器。
螺旋搅拌器由一个或多个螺旋脚装置组成，螺
旋脚通常呈螺旋形状，在旋转时能够产生较大的推挤力和剪切力。
螺旋搅拌器通过螺旋脚的运动，在搅拌容器内形成一个连续的流动层，并将颗粒与液体进行强烈的搅拌和推挤。
螺旋搅拌器搅拌时，其螺旋脚能够将颗粒不断推向搅拌容器的中心，从而实现有效的分散和混合。
综合比较两种搅拌结构的混浆效果，可以得出以下结论：桨叶式搅拌器适用于
需要快速、均匀混合的情况，具有较好的分散性能。
螺旋搅拌器则适用于需要较强的推挤和剪切力的情况，能够将颗粒有效分散和混合。
因此，在不同的混浆工艺中，选择合适的搅拌结构非常重要，以确保达到所期望的混浆效果。
总结起来，两种搅拌结构的混浆效果存在一定差异。
桨叶式搅拌器适合快速、
均匀混合，而螺旋搅拌器适合推挤和剪切颗粒。
在实际应用中，根据对混浆效果的要求，选择合适的搅拌结构是确保成功的关键。
搅拌桨结构参数对混合效率的影响
搅拌桨结构参数对混合效率的影响逄启寿，徐金，王海辉，罗松【摘要】摘要：混合效率是评价搅拌桨性能高低的一个重要指标，可以综合反映功率消耗与混合时间的影响。
文章采用钨清液萃取搅拌槽作为模型，运用计算流体力学CFD软件FLUENT模拟了双层双叶片搅拌桨在搅拌桶内的混合过程，分析了桨叶直径、叶片角度、层距、下桨叶离搅拌桶底部距离四个结构参数对搅拌功率、混合时间以及混合效率三个指标的影响，计算结果表明桨叶直径对三个指标的影响最大，其次是桨叶角度，下桨叶离搅拌桶底部的距离对三个指标影响最小，故在设计搅拌桨时应该首先考虑桨叶直径和叶片角度。
【期刊名称】中国钨业【年(卷),期】2016(031)004【总页数】5【关键词】混合效率；搅拌功率；混合时间；结构参数；搅拌桨多层桨搅拌混合设备因其较单层搅拌桨具有更高的混合效率而广泛应用于多个工业过程中，目前虽然对多层桨已经有很多试验和理论研究，但多数研究的是单因素下的组合桨的搅拌特性，对多因素下的搅拌特性研究非常少。
文献［1］研究了直斜组合桨不同安装顺序对搅拌槽内物质扩散的影响。
文献［2］研究了双层平直叶桨、双层45°折叶涡轮桨和两者组合桨在搅拌槽内的流动混合特性。
文献［3］验证了组合搅拌桨可以增强搅拌槽内流体宏观不稳定性。
文献［4-6］分别对双层Rushton桨搅拌槽的内部混合过程，双层六直叶桨在高黏非牛顿流体中的混合时间以及三层组合桨搅拌槽内的流场进行了研究。
研究利用CFD软件模拟双层双叶片搅拌桨在钨清液萃取搅拌槽的搅拌混合过程，得到桨叶直径、叶片角度、层距、下桨叶离搅拌槽底部的距离四个结构参数下的搅拌功率、混合时间以及单位体积混合能，并分析四个结构参数对钨清液萃取搅拌槽混合效率的影响，为钨清液的萃取搅拌设备的设计提供理论基础。
1 几何结构及网格划分模拟所采用的模型是钨清液萃取搅拌槽，该搅拌槽是弧形底的圆桶，桶径D=3 000mm；桶高H= 3 000mm，有效液面高度Hl=2 800mm；桨叶宽度b= 120mm；内部有4块挡板，离桶壁距离S=50mm，挡板宽度Wb=250mm；搅拌桨为双层双叶片桨。
搅拌槽内流动与混合过程的实验研究及数值模拟
搅拌槽内流动与混合过程的实验研究及数值模拟标题：搅拌槽内流动与混合过程的实验研究及数值模拟：理解、探索和优化一、搅拌槽内流动与混合过程的背景和意义搅拌槽是用于工业生产和实验研究中的常见设备，广泛应用于化工、生物工程、制药等领域。
搅拌槽内的流动与混合过程直接影响物料的均质性和反应效果，因此对搅拌槽内流动与混合过程的研究具有重要的理论和实践意义。
二、实验研究方法与结果分析1. 实验设备和方法在研究搅拌槽内流动与混合过程时，首先需要根据实验要求选择合适的搅拌槽类型和尺寸。
通常使用搅拌叶片来实现搅拌，可以采用旋转速度、叶片形状和数量等参数进行调节。
为了观察流动和混合效果，可以借助物料染色、粒子示踪等方法。
2. 实验结果与讨论根据不同的实验条件和参数设置，可以得到不同的实验结果。
在观察搅拌槽内流动与混合过程时，主要关注以下几个方面：流动模式（层流或湍流）、涡旋结构、物料分布均匀性等。
通过实验结果的分析，可以得到搅拌槽内流动与混合过程的特征和规律，为后续数值模拟提供参考。
三、数值模拟方法与结果验证1. 数值模拟方法数值模拟是研究搅拌槽内流动与混合过程的重要手段，可以通过计算流体力学（CFD）方法来模拟流场，进而分析流动特性和混合效果。
数值模拟需要建立合适的数学模型和边界条件，选择合适的网格划分和求解算法。
还需要通过实验数据对数值模拟结果进行验证。
2. 数值模拟结果与实验验证通过数值模拟可以获取搅拌槽内流场、浓度分布等重要参数，通过与实验数据进行对比和验证，可以评估数值模拟的准确性和可靠性。
在模拟结果与实验验证的基础上，可以进一步深入分析搅拌槽内流动与混合过程的机理和影响因素，为工程实践提供指导。
四、个人观点和理解在对搅拌槽内流动与混合过程的研究中，我对以下几点有一些个人观点和理解：1. 流动模式与混合效果的关系：流动模式对混合效果有着直接的影响，层流和湍流之间的转变会导致混合程度的变化。
在工程设计中，需要根据实际需求选择合适的搅拌方式和参数，以达到最佳的混合效果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
双桨搅拌槽关于混合的研究作者：R. Zadghaffaria, J.S. Moghaddasa,∗,J.Revstedtb 文章信息：文章历史：发表于2009年1月29日2009年2月7日起可在网上下载关键字：搅拌槽 PIV CFD 搅拌时间能量 LES摘要：计算和实验方法已被用于研究带有两个六叶涡轮桨全包围搅拌槽的流场、功率和搅拌时间。
搅拌槽中的流量包含在旋转的叶轮叶片和固定挡板之间的流量的相互作用。
在计算流体力学中，滑移网格方法已经被用于流场的开发。
发射脱离系统已经用于模拟湍流。
对于两个系列的实验中进行的模拟结果的验证:1）速度测量的液相粒子图像测速（PIV）；2）在液相中使用的平面激光诱导荧光（PLIF）技术确定示踪剂的浓度测量。
在每个系列中采用三个不同的叶轮转速：225，300和400转。
搅拌功率的计算结果也根据输入的PIV结果。
随着提高叶轮速率，搅拌时间相当大的减少，搅拌输入功率也被增大。
满意的比较表明这CFD方法作为计算工具，用于设计的潜在用途搅拌反应器。
@2009爱思唯尔有限公司保留所有权利1、简介：搅拌槽内被广泛用于化学，食品和加工工业中用于混合两种可混溶的流体。
通常情况下，在位于中央的叶轮搅拌槽内，与对每个刀片后面的旋涡，一个在上面，下面的磁盘之一，产生的旋转运动。
附近的涡流中的流体高度剪切，导致在局部减少的一个属性，例如示踪剂浓度为。
旋转运动的流体使一个复杂的循环水箱中的湍流，固定挡板的流交互，提高了搅拌。
通过旋转的叶轮排出的流动，形成一个朝向罐壁射流。
沿着壁垂直流动后，流体将朝向罐的轴线有一个再循环流动模式。
当混合罐内使用一个以上的叶轮时，流场的复杂性大大增加。
实验调查对于更好理解复杂的流体力学搅拌设备做出来了显著的贡献。
关于双桨搅拌槽产生流场的实验调查已经被Rutherford, Lee, Mahmoudi和 Yianneskis用激光多普勒测速仪证实过，且主要的精力放在后面的涡轮桨尾涡结构上。
从容器底部之间的间距叶轮间隙的各个值也进行了研究。
Bonvill- ani, Ferrari, Ducrós和Orejas通过实验断定了配有双涡轮浆搅拌器的搅拌槽的混合时间。
在他们的实验中，利用PH反应技术来确定搅拌时间没有取得显著的效果。
Chunmei,Jian, Xinhong和Zhengming用二维PIV方法用于测量速度，同时也研究了流场的模式和叶轮间隙的影响。
在两个桨叶轮，具有不同形状和尺寸的各种各样的叶轮，并具有不同的叶轮间隙，这样，在实践中使用的不同的应用程序所产生的流动的实验调查。
因此，计算预测绕流的一个叶轮的任何形状，并且其与另一个叶轮的交互工具，它可以安装在同一轴上的混合技术将有巨大的应用程序。
对于双叶轮壳体,文献中比较少有关于混合的研究。
Vrabel et al利用房室建模方法建立了充气和未充气搅拌槽的流场模型。
这种模型经过测量的脉冲响应曲线和用荧光或热水示踪得到了验证。
Jaworski, Bujalski, Otomo和 Nienow用CFD软件Fluent记录了双涡轮桨的仿真数据。
软件预计的混合时间比实验得出数据多2到3倍。
Deshpande 和Ranade采用改进的计算快照的方法预计了双叶轮产生的流场之间的相互作用。
在每一种情况下，CFD的复杂性意味着，最终的结果依赖于建模选项和假设的数量。
在大多数的CFD模拟中的折流板，涡轮圆盘，和叶轮叶片被视为零厚度的壁。
这种假设是不现实的，因为研究表明，叶轮叶片的厚度影响混合属性(Bujalski, Nienow, Chatwin,& Cooke, 1987; Rutherford, Mahmoudi, Lee, & Yianneskis, 1996；Yapici, Karasozen, Schäfer, & Uludag, 2008)。
他们的研究表明，随着叶片厚度的增加，功率会减小，然而搅拌时间会增加。
在这项工作中，搅拌槽反应器的实际尺寸得到了模拟，挡板和叶轮刀片的厚度是不可忽略的。
流场进行了数值模拟使用LES用的公司的亚格子模型，在两个标准的六叶涡轮桨搅拌槽中模拟流数和搅拌时间。
用滑移网格（SM）的方法弄清了叶轮的旋转。
本文提出了一种在不同的叶轮转速之间的轴向和径向的速度分量的径向分布的实验和模拟化的结果比较。
被提拔的仿真结果验证了一系列的实验。
模拟速度和搅拌下输入功率与PIV结果和评价PLIF技术的混合时间数据进行比较。
结果表明这种方法的实用性，为今后的工作制定一个通用的混频器的设计工具。
2、实验：这项工作中所用的标准的几何形状有两个桨叶轮的搅拌罐的设计和尺寸示于图1。
搅拌罐由一个内径T=0.30m的平底玻璃罐组成。
四块挡板对称放置在罐的周围，其宽度为罐直径的十分之一（l=0.1T）。
桨搅拌器有两个叶轮，这是标准设计的直径（D）的三分之一的罐直径（D / T= 1/3），位于与从罐底部的大约一半的间隙等于罐直径（C1=0.55 T）。
上叶片和下叶片之间的距离ΔC=0.7T。
涡轮机由电动机驱动，搅拌速度有一个校准的数字示波器来测量。
为了减少在罐的圆筒形表面的光折射率的影响，它被放置在一个正方形的玻璃容器中。
搅拌槽内填充用自来水作为主要的连续相的流体，它的表面高于上部叶轮C2= 0.55 T。
方形容器也充满了水，以减少表面光线的折射。
本研究中所用的搅拌槽的几何形状上的详细信息，请参见Guillard，Trägårdh和Fuchs（1999）和Moghaddas（2004）双腔2毫焦耳×25毫焦耳的Nd：YAG激光（连续）脉冲激光是用来产生在波长为532nm的光束。
激光束通过一个平凹透镜产生一个二维垂直的光片（2毫米厚）。
进行两个系列的实验：1）速度测量PIV和2）确定示踪剂的浓度的测量使用（PLIF）。
每一系列采用三个不同的叶轮旋转速度：225，300和400rpm。
这些叶轮转速对应的叶轮雷诺数分别为37,500，50,000和66,000。
CCD相机拍下在每一种情况下的500个瞬间影像以确定的平均流速和混合特性。
CCD摄像机的摄像速率为每秒3帧。
这些500图像的平均用以PLIF测量的校准。
由Moghaddas等人描述的校准程序。
（2002年）在速度测量的情况下，水箱中的水被接种与罗丹明-B的荧光示踪粒子，1-20微米的直径。
在225，300和400三种转速下，分别测量以23、30和37.5度的叶轮刀片角的流场。
使用的有两个长通滤波器（OG-550和OG-570（Melles Griot，Irvine，CA，USA））的CCD相机捕捉到了颗粒物的荧光信号。
使用多路径审讯窗口减少从32×32到16×16像素的PIV进行图像处理。
浓度和混合时间的测量使用了PLIF技术。
在这种情况下若丹明-590被选择作为所述确定的示踪物，因为它有一个高发射的荧光强度时，照射diated具有563纳米的光，浓度在低浓度的线性关系。
荧光从罗丹明-590示踪剂使用两个过滤器：OG-570与570 nm波长（中心波长）的截止，并集中在573 nm处的干涉滤光器与CCD摄像机（La Vision, FlowMaster 3S）记录Δλ= 5 nm (MellesGriot, Irvine, CA, USA).通过一个下方的液体表面上的激光片材平行的挡板喷射口将罗丹明-590溶液注入。
喷射系统包括一个容易地控制喷射速度和流率的活塞泵。
0.2克/升的罗丹明-590示踪剂溶液以1.67毫升/秒的恒定速率在1.5秒到注入搅拌罐。
然后从示踪随着时间的推移，在选定的像素位置的搅拌罐中的荧光信号的变化被测量。
之前每个混合时间的测量，本体溶液中没有确定示踪剂的荧光信号为测量提供一种背景强度。
由于体积的各喷射脉冲是小于1/15200中的流体罐，它假定示踪物的流动图案的效果是可以忽略不计的。
混合时间，t95，被定义为从释放确定示踪剂的示踪物的浓度在特定的像素，直到水箱中的最终浓度达到95％。
在实践中，t95是确定的示踪物的均匀浓度UR C达0.05所用时间t:其中，C0和C∞最初的示踪剂浓度和最终的平衡浓度。
术语C（i和j，t）是在某个时刻t，在径向方向“i”和轴向方向“j”上的点处的浓度。
从一个像素到另一个测量的像素混合时间，t95，可能略有差异，因此的数量的URC确定试验段中的所有像素调查，并然后使用公式（2）计算的平均混合时间。
其中m和n的浓度分别为测量矩阵中的行和列的数目。
假设混合过程中所要控制的搅拌罐中的能量耗散率，几个经验公式可以用于预测的混合时间。
例如，Gao, Niu, Shi,和Smith (2003)提出公式（3）其中系数5.98是实验的比例常数。
公式（3）示出的叶轮速度和混合时间产生的结果Nθmix，将是基于假设叶轮泵送能力与（T / D）2成正比。
3、数值模拟：3、1、数学公式通过结合质量守恒定律和动量能量方程，可以制定必要的流动方程的混合系统。
在这项工作中，我们可以忽略的温度上升，由于粘性耗散。
湍流流动的速度场得到真正的变化，守恒方程解决了一个大涡模拟（LES）湍流模型。
在湍流尺度的分辨率，LES在于一些地方之间的直接数值模拟（DNS）和RANS（雷诺平均Navier-Stokes方程）的方法。
基本上，大涡直接解决LES，而小涡模拟。
为LES控制方程，获得了过滤器的随时间变化的Navier-Stokes方程，无论是傅立叶（波数）的空间配置（物理）空间。
过滤字体脱落过程中有效地忽略涡旋尺度过滤器的宽度是小于。
因此，方程支配的大涡的动力。
过滤变量由公式（4）来确定。
其中Ω流体域和G是解析涡流的滤波器函数。
有限体积离散隐式提供的滤波操作：其中，V是一个计算单元的体积。
空间滤波的不可压缩的牛顿流体的质量和动量守恒方程可以写为其中，τij是亚网格尺度应力张量，反映未解决的解决秤秤上的效果。
一个常见的亚格子尺度模型是Smagorinsky-Lilly模型（德克森，哈利，范登Akker，1999年）。
涡流粘度可由模拟出。
Ls是混合长度亚格子尺度。
用Fluent程序，Ls用公式计算。
K是的Von Karman常数，d是为最接近的壁的距离，和V是体积的计算单元。
3、2、混合时间的估计在实际的搅拌槽有大的涡流，导致宏观经济的不稳定性，促进示踪剂质量交换通过这个边界。
LES模型能够捕捉细节的旋涡，特别是大的涡流，从而在预测的响应曲线示踪剂，甚至下降到泰勒和KOL-mogorov微尺度由于在模拟一个足够小网眼大小。
在仿真过程中的被动标量（种）运输，是一个双向互动的流场。
标量场在数学上与管流场和标量场的解决方案的动力学方程不挂钩。