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采用计算机数值模拟对搅拌反应釜进行研究试验

发布日期:2020-03-18 19:54 浏览次数:

反应釜是化工生产中常用的核心设备,广泛应用于石油、化工、冶金、制药、食品等领域,常用于完成中和、结晶、水解、聚合、加热混配、恒温反应等工艺过程。

某吸热化学反应需要在温度恒定为100℃的实验条件下进行,实验采用20L搅拌反应釜,釜外壁用电阻丝对釜内流体加热,反应结束后,通过釜内螺旋盘管内冷却水对反应釜进行降温。本文主要模拟研究该反应釜的性能,并最终放大设计得到1000L反应釜的结构参数,可为中试用反应釜的设计、制造提供参考。

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近年来随着计算流体动力学(CFD)的迅速发展,采用计算机数值模拟对搅拌反应釜进行研究已经成为广大科研人员的首选。相对于实验研究,数值模拟能够更直观地显示出搅拌釜内速度场和温度场的变化情况,并且提高了效率,达到快速开发新产品的目的。基于CFD对搅拌釜进行了数值模拟,并预测得到了釜内流体流速的预测公式,通过工程设计方法得到了小型制药搅拌反应釜的初始设计方案,并利用CFD技术对搅拌釜内的流场进行了数值模拟进而优化了设计方案。(实验室反应釜

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针对大型搅拌釜的搅拌器设计、流场结构模拟和功率预测等问题,采用CFD数值模拟技术,对搅拌釜内部的三维流场进行了数值计算。对盘管内通入蒸汽加热的搅拌釜做了模拟研究,假定管外壁温度恒定,得到了盘管外侧的对流传热系数值。研究了四种搅拌器放大技术并进行了实验与数值模拟研究,得到了各种桨型对应的放大方法。采用CFD方法模拟计算了几何相似放大的钨矿机械活化碱煮反应釜,运用Fluent软件模拟分析了反应釜内的流体特性,并对其结构进行了优化。

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