东北大学学报（自然科学版）

东北大学学报:自然科学版 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (10): 1442-1446.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2018.10.015

• 资源与土木工程 • 上一篇    下一篇

絮凝搅拌器内部流场特性数值模拟

王学涛， 崔宝玉， 魏德洲， 高淑玲   

  1. (东北大学 资源与土木工程学院， 辽宁 沈阳110819)
  • 收稿日期:2017-06-19 修回日期:2017-06-19 出版日期:2018-10-15 发布日期:2018-09-28
  • 通讯作者: 王学涛
  • 作者简介:冯明杰(1971-)， 男， 河南禹州人， 东北大学副教授; 王恩刚(1962-)， 男， 辽宁沈阳人， 东北大学教授，博士生导师.王学涛(1990-)，男，辽宁朝阳人，东北大学博士研究生; 魏德洲(1956-)，男，河南南阳人，东北大学教授，博士生导师.
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目(51171041).国家自然科学基金资助项目(51504054); 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(N150104005， N170106004).

Numerical Simulation on Characteristics of Internal Flow Field in Flocculation Agitator

WANG Xue-tao， CUI Bao-yu， WEI De-zhou， GAO Shu-ling   

  1. School of Resources & Civil Engineering， Northeastern University， Shenyang 110819， China.
  • Received:2017-06-19 Revised:2017-06-19 Online:2018-10-15 Published:2018-09-28
  • Contact: CUI Bao-yu
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摘要： 在气液交界面形态对比和LDV试验验证基础上，基于CFX 侵入式实体模型，应用标准k-ε湍流模型对容积为1 L的絮凝搅拌器内部流场特性进行了数值研究.结果表明:下循环区的流体运动速度和速度梯度较大;搅拌强度增加，速度梯度增大;转速对叶轮附近切向速度梯度影响最大，该区域切向速度梯度值与其他区域最大相差两个数量级;下循环区湍流耗散率、湍流动能和涡流黏度较高;在研究转速范围内，转子转速对湍流动能影响相对较大，对涡流黏度影响相对较小.

关键词: 絮凝搅拌器, 流场特性, 数值模拟, 侵入式实体模型, 速度梯度

Abstract: Based on the gas-liquid interface morphology comparison， LDV test verification and CFX immersed solid model， a numerical study was conducted on the characteristics of internal flow field in a 1 L flocculation agitator by using the standard k-ε turbulence model. Results indicated that the velocity and its gradient are higher in the downward recirculating flow region， and the velocity gradient increases with the increase of stirring intensity. The rotational speed has larger influence on the tangential velocity gradient near the impeller， where the tangential velocity gradient is larger than that in other regions by two orders of magnitude. The turbulent dissipation rate， turbulent kinetic energy and eddy viscosity are higher in the downward circulation area. The rotational speed of impeller in the range of investigation has a larger impact on the turbulence kinetic energy， and a relatively small impact on the eddy viscosity.

Key words: flocculation agitator, flow field characteristics, numerical simulation, immersed solid model, velocity gradient

中图分类号: