【摘 要】
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为研究气液两相搅拌器的剪切分散性能,提出了一种上层为六直叶圆盘涡轮,下层为推进式桨叶的双层搅拌器,建立0°～30°倾斜轴搅拌器的模型,基于雷诺时均N-S方程、RNGk-ε湍流模
【机 构】
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兰州理工大学能源与动力工程学院,甘肃兰州730050;西华大学流体及动力机械教育部重点实验室,四川成都610039
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为研究气液两相搅拌器的剪切分散性能,提出了一种上层为六直叶圆盘涡轮,下层为推进式桨叶的双层搅拌器,建立0°～30°倾斜轴搅拌器的模型,基于雷诺时均N-S方程、RNGk-ε湍流模型和VOF多相流模型,研究了倾斜角对斜轴式搅拌器内部搅拌性能的影响,基于流固耦合方法对斜轴式搅拌器进行了应力计算和失效分析.结果表明,倾斜轴改善了搅拌器内的轴向流动,气相沿轴向的扩散能力增强;倾斜角介于0°～30°时,搅拌器达到95％含气率的时间比0°时有明显缩短,25°和30°倾斜轴搅拌器所需时间相较0°分别缩短12.50％和22.71％;在相同转速下,轴功率随轴倾斜角度增大而增大;转速越高,搅拌器达到理想含气率的时间越短,且不同转速下混合时间随轴倾斜角度的变化规律基本一致;随倾斜角度增大,搅拌器所受等效压力随之增大,倾斜角度为30°时直叶圆盘涡轮危险断面处应力比桨叶许用扭转应力高8.7％,超出安全应力范围,桨叶易出现断裂失效问题.
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