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题名疏水Rushton搅拌桨的减阻性能
被引量：3
- 1
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作者
杨锋苓
梁国林
张翠勋
王贵超
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机构
山东大学机械工程学院
高效洁净机械制造教育部重点实验室(山东大学)
山东大学机械工程国家级实验教学示范中心
山东天力能源股份有限公司
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出处
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第9期4682-4690,共9页
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文摘
为了减小搅拌阻力与功耗,本研究提出了疏水叶片搅拌桨的设想。首先采用数值模拟的方法,对非疏水Rushton桨搅拌容器内的流场进行了模拟,通过与文献中实验结果的对比,验证了数值模型和模拟方法的可靠性。随后研究了湍流状态下疏水Rushton搅拌桨的流体动力学性能,分析了不同疏水状态下的流场结构、剪应力和压力分布以及减阻效果和搅拌功耗,并与非疏水桨进行了对比。结果表明,疏水处理后Rushton桨搅拌容器内的流场没有明显变化,但流体的轴向泵送能力有所增强,高速度区域略有扩大,超疏水时效果更明显。疏水处理可降低Rushton桨的剪应力和桨叶前后表面间的压差,具有减阻效果,超疏水时减阻幅度高达39.56%。另外,疏水Rushton桨的搅拌功耗有所降低,与非疏水桨相比,超疏水桨的功率准数降低了8.53%,具有显著的节能效应。
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关键词
搅拌容器
疏水rushton搅拌桨
流体动力学
功耗
减阻
数值模拟
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Keywords
stirred vessel
hydrophobic rushton impeller
hydrodynamics
power consumption
drag reduction
numerical simulation
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分类号
TQ027
[化学工程]
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题名柔性Rushton搅拌桨的功耗与流场特性研究
被引量：14
- 2
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作者
杨锋苓
张翠勋
苏腾龙
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机构
山东大学机械工程学院
高效洁净机械制造教育部重点实验室(山东大学)
山东大学机械工程国家级实验教学示范中心
山东天力能源股份有限公司
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出处
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第2期614-625,共12页
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基金
山东省重点研发计划项目(2016GGX103035,2017GGX70101)。
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文摘
基于传统的Rushton桨,开发了一种柔性叶片Rushton搅拌桨。采用数值模拟方法研究了柔性桨的功耗及层流和湍流流场特性,并分别采用扭矩测量法和粒子图像测速法进行了实验验证。结果表明,对于实验规模的搅拌容器,当介质黏度与甘油接近时,可用橡胶作为柔性桨叶制作材料。Reynolds数≤100时,柔性桨的功耗大于刚性桨;Reynolds数大于该值后,柔性桨的功耗小于刚性桨。柔性桨叶对被搅拌流体具有自适应特性,流固耦合作用下产生的变形增加了流体的径向流动能力。搅拌低黏度流体时,柔性桨能提升近桨区流体的速度,增加桨叶远端流体的循环流动能力;搅拌高黏度流体时,近桨区和桨叶远端流体的速度均大于刚性桨。就尾涡而言,柔性桨产生的涡量较小,耗能少。
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关键词
搅拌容器
柔性rushton搅拌桨
功耗
流场
实验验证
计算流体力学
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Keywords
stirred vessel
flexible-blade rushton impeller
power consumption
flow field
experimental validation
computational fluid dynamics
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分类号
TQ027
[化学工程]
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题名柔性Rushton搅拌桨混合性能的实验研究
被引量：8
- 3
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作者
杨锋苓
张翠勋
李美婷
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机构
山东大学机械工程学院
高效洁净机械制造教育部重点实验室(山东大学)
山东大学机械工程国家级实验教学示范中心
山东天力能源股份有限公司
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出处
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第2期626-632,共7页
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基金
山东省重点研发计划项目(2016GGX103035,2017GGX70101)
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文摘
提高混合效率是流体搅拌混合领域的重点研究内容之一。几十年来,人们在开发新型搅拌桨及研发流体混合新技术方面做了大量工作。基于刚性Rushton桨,开发了一种柔性叶片Rushton搅拌桨,并以罗丹明6G为荧光剂,采用平面激光诱导荧光法对介质为水时该桨在湍流状态下的混合性能进行了实验测试研究。结果发现,标定实验结果表明,荧光剂强度与浓度呈线性关系,可以此为基准衡量同等实验条件下的宏观混合时间。荧光剂的扩散情况表明,与刚性桨相比,柔性桨具有更好的混合性能,尤其在混合的初始阶段,混合均匀程度及混合速度均有一定的优势。与刚性桨混合时间的对比表明,柔性桨的宏观混合时间较短,有助于提高流体混合效率。研究结果为该桨的工业应用奠定了基础。
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关键词
搅拌容器
柔性rushton搅拌桨
混合
实验测量
平面激光诱导荧光
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Keywords
stirred vessel
flexible-blade rushton impeller
mixing
experimental measurement
planar laser induced fluorescence
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分类号
TQ027
[化学工程]
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题名柔性Rushton搅拌桨的振动特性
被引量：1
- 4
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作者
杨锋苓
曹明见
张翠勋
刘欣
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机构
山东大学机械工程学院
高效洁净机械制造教育部重点实验室(山东大学)
山东大学机械工程国家级实验教学示范中心
山东天力能源股份有限公司
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出处
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第4期1975-1986,共12页
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基金
山东省重点研发计划项目(2017GGX70101)。
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文摘
采用数值模拟的方法分析了课题组前期开发的实验室规模的柔性叶片Rushton搅拌桨的振动特性,并采用丹麦的Brüel&Kj?r及中国的东华振动测试仪进行了实验研究。结果表明,桨轴系统的第1~6阶振型为弯曲型,第7~12阶振型为扭转型。模拟得到的固有频率与实验结果吻合较好,均表明存在集聚现象;与干模态固有频率相比,湿模态固有频率有所降低。承受高频交变激励载荷时,桨轴系统存在明显的应力和应变谐响应。桨轴系统的固有频率随转速的增大而减小,随介质黏度的增大而增大。研究结果为柔性叶片Rushton搅拌桨的放大设计及工业应用奠定了基础。
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关键词
搅拌容器
柔性rushton搅拌桨
振动特性
数值模拟
实验验证
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Keywords
stirred vessel
flexible-blade rushton impeller
vibration characteristics
numerical simulation
experimental validation
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分类号
TQ027
[化学工程]
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题名一种计算搅拌槽混合时间的新方法
被引量：24
- 5
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作者
张庆华
毛在砂
杨超
王正
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机构
中国科学院过程工程研究所
中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院
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出处
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007年第8期1891-1896,共6页
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基金
国家自然科学基金项目(20236050
20306028
+1 种基金
20576133)
国家重点基础研究发展计划项目(2004CB217604)~~
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文摘
基于对混合时间定义的思考,提出了一种新的定义方法,在湍流流场数值计算的基础上通过求解示踪剂的浓度输运方程,研究了单层涡轮桨搅拌槽内的混合过程。结果表明:搅拌转速和搅拌桨安装位置都影响混合时间的大小,而进料位置对混合时间的影响不大。对于不同的搅拌转速而言,随搅拌转速的增大,相同体积分数对应的混合时间逐渐减小。当搅拌桨安装在槽中间位置时所对应的混合时间最小。利用适宜的尺寸和安装位置的导流筒可有效降低混合时间。
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关键词
混合时间
计算流体力学
搅拌槽
rushton桨
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Keywords
mixing time
computational fluid dynamics （CFD）
stirred tank
rushton impeller
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分类号
TQ022
[化学工程]
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