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分形排布式穿流搅拌桨强化流体混沌混合行为
1
作者
谷德银
李昌树
+1 位作者
杨豪
刘作华
《化工学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第10期3498-3506,共9页
为减小混合隔离区、增大混沌混合区、强化流体的混沌混合过程,基于分形理论的自相似特性提出一种具有分形排布式穿流孔的搅拌桨强化流体的混沌混合行为。采用计算流体力学(CFD)和实验相结合的方法探究了流体混合过程中的功耗特性、速度...
为减小混合隔离区、增大混沌混合区、强化流体的混沌混合过程,基于分形理论的自相似特性提出一种具有分形排布式穿流孔的搅拌桨强化流体的混沌混合行为。采用计算流体力学(CFD)和实验相结合的方法探究了流体混合过程中的功耗特性、速度分布、剪切应变率分布、隔离区结构以及Poincare截面。研究结果表明,在相同Reynolds数下,与Rushton桨相比,分形排布式穿流搅拌桨(FAPT)能够有效降低搅拌功耗和功率准数,而且随着穿流孔分形迭代次数的增加,搅拌功耗和功率准数进一步降低。其中,FAPT-1体系的功率准数降低6.57%~12.50%,FAPT-2体系的功率准数降低10.95%~19.32%,FAPT-3体系的功率准数降低15.25%~24.66%。在相同功耗下,与Rushton桨相比,FAPT桨能够增强对流体的剪切作用,增大剪切应变率,减小混合隔离区,缩短流体的混合时间,提高流体的混合效率,而且随着穿流孔分形迭代次数的增加这一效果更为明显。
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关键词
分形排布式
穿流搅拌桨
混合
流
场
计算
流
体力学
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职称材料
分形穿流桨搅拌槽内假塑性流体的混合行为
2
作者
谷德银
杨豪
+1 位作者
李昌树
刘作华
《化工学报》
北大核心
2025年第6期2569-2579,共11页
为了增大洞穴区,减小停滞区,提高假塑性流体的混合效率,将分形理论应用于桨叶的穿孔设计,提出一种分形穿流搅拌桨来强化假塑性流体的混合行为。采用实验和计算流体力学探究了分形穿流桨搅拌槽内假塑性流体的混合行为。结果表明,在相同Re...
为了增大洞穴区,减小停滞区,提高假塑性流体的混合效率,将分形理论应用于桨叶的穿孔设计,提出一种分形穿流搅拌桨来强化假塑性流体的混合行为。采用实验和计算流体力学探究了分形穿流桨搅拌槽内假塑性流体的混合行为。结果表明,在相同Reynolds数下,分形穿流桨(FPT)体系的搅拌功耗和功率准数均低于RT桨体系,但随着穿流孔分形迭代次数的递增,搅拌功耗和功率准数有所增加。在相同功耗下,相较于RT桨,FPT桨能够增强对流体的剪切作用,增大剪切应变率,增加流体的流动性,缩短流体的无量纲混合时间,增大洞穴区,减小停滞区,增大流体的混沌混合程度。其中,FPT-1桨体系的无量纲混合时间缩短了2.88%~5.65%,洞穴区域面积增加了6.58%;FPT-2桨体系的无量纲混合时间缩短了8.04%~11.00%,洞穴区域面积增加了8.25%。与普通矩阵排列的穿流孔相比,分形排布的穿流孔更有助于改善流体混合效果,提高流体混合效率。
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关键词
分形
穿流搅拌桨
混合
假塑性
流
体
计算
流
体力学
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职称材料
穿流式刚-柔组合搅拌桨强化混合澄清槽内油-水两相混沌混合
被引量：
10
3
作者
刘作华
许传林
+5 位作者
何木川
谷德银
许恢琴
何海先
陶长元
王运东
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第2期637-642,共6页
运用Lab View和Matlab软件分别采集和处理穿流式刚-柔组合搅拌桨扰动澄清槽中油-水两相流体内部的压力脉动信号,得出的最大Lyapunov指数(LLE)和多尺度熵(MSE),反映流体内部的混沌程度;同时采用流场可视化技术观测流体混合状态。结果表明...
运用Lab View和Matlab软件分别采集和处理穿流式刚-柔组合搅拌桨扰动澄清槽中油-水两相流体内部的压力脉动信号,得出的最大Lyapunov指数(LLE)和多尺度熵(MSE),反映流体内部的混沌程度;同时采用流场可视化技术观测流体混合状态。结果表明,相比于刚性组合桨,穿流式刚-柔组合搅拌桨通过穿流孔与柔性部分的共同作用改变流场的结构和能量耗散方式,使流体的混沌程度和混合状态都优于刚性组合桨。当转速为88 r·min-1时,流体的混沌混合都达到最佳状态,各实验条件下的LLE均大于零,表明流场混合体系已进入混沌状态,且穿流式刚-柔组合搅拌桨体系的MSE明显高于刚性组合桨体系,说明穿流式刚-柔组合搅拌桨的混合效果优于刚性组合桨。另外,柔性片上穿流孔的数目和柔性桨叶的厚度对流场的混沌特性也有明显的影响。
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关键词
混合澄清槽
刚-柔组合
LYAPUNOV指数
多尺度熵
穿流搅拌桨
混沌
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职称材料
题名
分形排布式穿流搅拌桨强化流体混沌混合行为
1
作者
谷德银
李昌树
杨豪
刘作华
机构
重庆工商大学环境与资源学院
重庆大学化学化工学院
出处
《化工学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第10期3498-3506,共9页
基金
重庆市自然科学基金项目(CSTB2022NSCQ-MSX0400)
重庆市教委科学技术研究计划项目(KJQN202200805)。
文摘
为减小混合隔离区、增大混沌混合区、强化流体的混沌混合过程,基于分形理论的自相似特性提出一种具有分形排布式穿流孔的搅拌桨强化流体的混沌混合行为。采用计算流体力学(CFD)和实验相结合的方法探究了流体混合过程中的功耗特性、速度分布、剪切应变率分布、隔离区结构以及Poincare截面。研究结果表明,在相同Reynolds数下,与Rushton桨相比,分形排布式穿流搅拌桨(FAPT)能够有效降低搅拌功耗和功率准数,而且随着穿流孔分形迭代次数的增加,搅拌功耗和功率准数进一步降低。其中,FAPT-1体系的功率准数降低6.57%~12.50%,FAPT-2体系的功率准数降低10.95%~19.32%,FAPT-3体系的功率准数降低15.25%~24.66%。在相同功耗下,与Rushton桨相比,FAPT桨能够增强对流体的剪切作用,增大剪切应变率,减小混合隔离区,缩短流体的混合时间,提高流体的混合效率,而且随着穿流孔分形迭代次数的增加这一效果更为明显。
关键词
分形排布式
穿流搅拌桨
混合
流
场
计算
流
体力学
Keywords
fractal-arranged perforated impeller
mixing
flow field
computational fluid dynamics
分类号
TQ027.2 [化学工程]
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职称材料
题名
分形穿流桨搅拌槽内假塑性流体的混合行为
2
作者
谷德银
杨豪
李昌树
刘作华
机构
重庆工商大学环境与资源学院
重庆大学化学化工学院
出处
《化工学报》
北大核心
2025年第6期2569-2579,共11页
基金
国家自然科学基金项目(22208037)
重庆市教委科学技术研究计划项目(KJQN202200805)。
文摘
为了增大洞穴区,减小停滞区,提高假塑性流体的混合效率,将分形理论应用于桨叶的穿孔设计,提出一种分形穿流搅拌桨来强化假塑性流体的混合行为。采用实验和计算流体力学探究了分形穿流桨搅拌槽内假塑性流体的混合行为。结果表明,在相同Reynolds数下,分形穿流桨(FPT)体系的搅拌功耗和功率准数均低于RT桨体系,但随着穿流孔分形迭代次数的递增,搅拌功耗和功率准数有所增加。在相同功耗下,相较于RT桨,FPT桨能够增强对流体的剪切作用,增大剪切应变率,增加流体的流动性,缩短流体的无量纲混合时间,增大洞穴区,减小停滞区,增大流体的混沌混合程度。其中,FPT-1桨体系的无量纲混合时间缩短了2.88%~5.65%,洞穴区域面积增加了6.58%;FPT-2桨体系的无量纲混合时间缩短了8.04%~11.00%,洞穴区域面积增加了8.25%。与普通矩阵排列的穿流孔相比,分形排布的穿流孔更有助于改善流体混合效果,提高流体混合效率。
关键词
分形
穿流搅拌桨
混合
假塑性
流
体
计算
流
体力学
Keywords
fractal perforated impeller
mixing
pseudoplastic fluid
computational fluid dynamics
分类号
TQ027.2 [化学工程]
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职称材料
题名
穿流式刚-柔组合搅拌桨强化混合澄清槽内油-水两相混沌混合
被引量：
10
3
作者
刘作华
许传林
何木川
谷德银
许恢琴
何海先
陶长元
王运东
机构
重庆大学化学化工学院
化学工程联合国家重点实验室
出处
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第2期637-642,共6页
基金
国家自然科学基金项目(21576033)
清华大学化学工程联合国家重点实验室开放课题项目(SKL-ChE-15A02)~~
文摘
运用Lab View和Matlab软件分别采集和处理穿流式刚-柔组合搅拌桨扰动澄清槽中油-水两相流体内部的压力脉动信号,得出的最大Lyapunov指数(LLE)和多尺度熵(MSE),反映流体内部的混沌程度;同时采用流场可视化技术观测流体混合状态。结果表明,相比于刚性组合桨,穿流式刚-柔组合搅拌桨通过穿流孔与柔性部分的共同作用改变流场的结构和能量耗散方式,使流体的混沌程度和混合状态都优于刚性组合桨。当转速为88 r·min-1时,流体的混沌混合都达到最佳状态,各实验条件下的LLE均大于零,表明流场混合体系已进入混沌状态,且穿流式刚-柔组合搅拌桨体系的MSE明显高于刚性组合桨体系,说明穿流式刚-柔组合搅拌桨的混合效果优于刚性组合桨。另外,柔性片上穿流孔的数目和柔性桨叶的厚度对流场的混沌特性也有明显的影响。
关键词
混合澄清槽
刚-柔组合
LYAPUNOV指数
多尺度熵
穿流搅拌桨
混沌
Keywords
mixer-settler
rigid-flexible combination
Lyapunov exponent
multiscale entropy
punched impeller
chaos
分类号
TQ027.2 [化学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
分形排布式穿流搅拌桨强化流体混沌混合行为
谷德银
李昌树
杨豪
刘作华
《化工学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
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职称材料
2
分形穿流桨搅拌槽内假塑性流体的混合行为
谷德银
杨豪
李昌树
刘作华
《化工学报》
北大核心
2025
0
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下载PDF
职称材料
3
穿流式刚-柔组合搅拌桨强化混合澄清槽内油-水两相混沌混合
刘作华
许传林
何木川
谷德银
许恢琴
何海先
陶长元
王运东
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
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