卧式双轴搅拌装置功率特性数值模拟研究

"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 (2011年)" 本文是2011年发表于《天津大学学报》的一篇科研论文，主要研究了D-T型双轴卧式搅拌装置在半釜持液量情况下的功率特性。研究采用了先进的计算流体动力学（CFD）技术，特别是动网格技术和体积-of-fluid（VOF）模型来模拟和分析搅拌设备的功率消耗。 动网格技术是一种在处理流体流动问题时，允许网格随流动边界自由变形的方法，能够更好地捕捉流动过程中的动态变化，提高计算精度。而VOF模型则是一种用于模拟两相或多相流的工具，它可以追踪自由表面，适用于分析液体与气体相互作用的复杂系统，如本文中带有搅拌结构的卧式双轴再沸器。 作者通过CFD模拟发现，总的功率准数（Np）与表观雷诺数（Re*）的关系可以表示为Np=7.15(Re*)^(-0.775)，其中表观雷诺数的指数为-0.775。这表明功率准数的对数与表观雷诺数的对数呈线性关系，但并非简单的倒数关系，揭示了在不同流动状态下，功率消耗的变化规律。 此外，研究还强调了黏度、流速以及搅拌轴的位置对功率消耗有显著影响。黏度影响流体内部的摩擦力，进而影响动力需求；流速的改变会直接影响混合效率和能量消耗；搅拌轴的位置则可能改变流场的分布，从而影响功率的分布和总体需求。 该研究对于优化卧式搅拌设备的设计，提高能源效率，减少运行成本具有重要意义。这些发现可以为工业生产中的搅拌过程提供理论依据，帮助工程师调整工艺参数以达到最佳的搅拌效果和能效比。 关键词：卧式搅拌设备；功率特性；动网格；VOF模型 这篇论文属于自然科学领域，特别是化学工程和流体力学的交叉研究，对理解和改进化工、制药、食品等行业的混合过程有着实际的应用价值。