CFX模拟假塑性流体在搅拌槽中的停留时间分布研究

"连续搅拌槽内假塑性流体停留时间分布的数值模拟 (2009年)" 本文主要探讨了在连续搅拌槽中假塑性流体的停留时间分布（RTD）的数值模拟，采用了计算流体力学（CFD）软件CFX进行分析。研究对象为一个φ0.5m×0.35m的无挡板半球底搅拌槽，重点关注转速、流量和全槽平均表观黏度这三个参数对RTD和全混釜数(m)的影响。 首先，研究人员通过CFX模拟得到了假塑性流体在搅拌槽内的流场分布，进而计算了RTD。结果表明，这些模拟结果与实际实验数据基本一致，验证了CFX在处理这类问题上的适用性。在低转速条件下，转速的变化对假塑性流体的RTD和m值的影响显著大于对牛顿流体的影响。这表明在低搅拌强度下，流体的剪切速率对假塑性流体的流动特性影响更大，因为假塑性流体的黏度会随剪切速率的增加而减小。 然而，当转速增加到一定程度，接近全混状态时，转速对假塑性流体和牛顿流体的RTD和m值的影响变得相对较小。这意味着在高速搅拌下，两种流体的混合特性趋于一致。此时，流量成为影响RTD的主要因素，但其对假塑性流体和牛顿流体的影响差异不大，这可能是因为在接近全混的情况下，流体的流动模式和混合效率已经相当高，流量变化对整体混合特性的影响减弱。 在高转速条件下，全槽平均表观黏度的变化对假塑性流体的RTD和m值影响大于对牛顿流体的影响。这是因为假塑性流体的黏度对剪切速率敏感，所以在高转速和不同黏度条件下，其流动行为的差异更加明显。而牛顿流体的黏度不受剪切速率影响，因此其RTD受黏度变化的影响较小。 该研究对于理解和优化连续搅拌槽的设计具有重要意义，特别是在处理假塑性流体时，提供了重要的理论依据。通过数值模拟，可以更准确地预测和控制流体的混合特性，避免因实验测定带来的复杂性和限制。此外，CFD技术的应用也为其他高黏度流体的RTD研究提供了参考，有助于推动相关领域的科技进步。