摘要：为了探究转速和安装高度对不同搅拌桨直径混合性能的影响程度,以弧叶搅拌器为研究对象,采用Realizablek-ε湍流模型和欧拉多相流模型进行数值计算,对比分析了不同搅拌桨直径在不同安装高度和转速下的混合时间、单位体积混合能、功率、固相颗粒分布、湍动能以及速度流场分布情况。结果表明:当搅拌桨直径增加时,转速对混合时间和固相颗粒运动的影响程度先减小后增加,对功率、湍动能以及介质流速的影响程度增加,对单位体积混合能无明显影响;当搅拌桨直径增加时,安装高度对混合时间和固相颗粒运动的影响程度先减小后增加再减小,搅拌桨直径为400mm时影响程度最大,对功率、湍动能以及介质流速无明显影响;当安装高度低于H/3时,随着搅拌桨直径的增加,高度对单位体积混合能的影响程度先增加后减小,反之,高度对单位体积混合能的影响程度增加。该研究可以在一定程度上说明搅拌桨直径在设计参数发生变化时对流场的影响程度,能够为机械搅拌提供理论指导,具有一定的工程应用意义。

摘要：为了提升传统Kenics静态混合器的混合效果,在传统螺旋插入带结构中引入穿孔结构,设计出穿孔型Kenics静态混合器。采用浓度变异系数评估穿孔内径(d)、穿孔间距(S)、混合单元长径比(Ar)对穿孔型静态混合器混合性能的影响。模拟结果表明,设置的穿孔结构会显著改变流体的流动状态,在穿孔处区域产生加速流动,进而提升混合器的混合性能;随着d的增加,流体之间的对流和交换作用逐渐增强,混合效果逐渐增强,但随着d的持续增加,导致混合器内部螺旋通道被破坏,混合效果反而减弱;仅改变S对混合效果没有明显影响;对于相同的混合器长度,Ar的减小导致混合元件数量增加,液体之间的扭转、剪切效果增强,混合器混合效果更好。

摘要：微混合器作为微流控设备的重要组成部分,广泛应用于生化领域,由于在微通道下流体流动为层流,混合较差,对于快速反应,混合是影响效率的主要因素。本文对影响混合效率的3种微混合器结构进行了数值模拟,通过变化微混合器的通道宽高比、发散处最大宽度、碰撞处错位高度3个结构参数,模拟研究其在层流下的混合性能。结果表明,流体碰撞处错位高度对混合性能影响最明显。对模拟结果最佳的微混合器(MST)进一步优化其结构得到新的微混合器(MTT),将MTT与MST及普通T型微混合器(MT)进行比较。MTT微混合器出口处的混合指数达到81%,而普通T型微混合器在相同的条件下只有5.3%。通过模拟分析混合过程,有效改善了错位碰撞型微混合器的结构,有利于提高流体混合效率,提高反应速度。

摘要：设计优化了偏心距分别为0、2、3.5、5 mm的波状单螺杆元件,采用聚合物流动分析软件Polyflow对不同偏心距的波状单螺杆元件进行流场和混合性能的数值模拟。采用粒子示踪法,分析比较粒子经历的最大剪切速率、非弹性应力张量第一特征值、停留时间、混合指数、混合效率、分离尺度等表征混合性能的特征参数,同时,以体积流率表征对输送效率的影响。模拟分析结果表明,偏心距逐渐增大,螺槽深度周期性变化增大,物料受到的剪切作用、应力作用、拉伸作用等得到增强,更多粒子经历了更大的剪切速率、混合指数、停留时间等,有利于多组分物料的破碎和掺混,波状单螺杆元件的分散混合和分布混合性能均逐渐增强,同时,保证了较高的输送效率。

摘要：为提高螺带式搅拌器的混合性能,基于均匀试验设计方法对偏心式和对心式螺带搅拌器进行方案设计,通过数值模拟对各方案进行计算和分析,选取最优方案并与原始方案的混合时间、混合效果、功率以及单位体积混合能进行对比。结果表明:偏心式螺带搅拌器相较于对心式的混合时间减少1.25~17.5 min,但其混合效果降低2.1%~9.1%;对心式螺带搅拌器相较于偏心式消耗功率高0.02~0.53 kW,单位体积混合能高120~931 kJ/m^(3);螺带数5条、螺距1200 mm、转速35 rad/min的对心式螺带搅拌器为最优方案,其混合效果与原始方案相比提升8.5%,混合时间减少20 min,消耗功率增加4.43 kW,单位体积混合能减少54.09 kJ/m^(3)。

摘要：针对传统双螺杆挤出机混合性能低下问题,研究设计了一种带有反螺纹元件的摆线减速新型双螺杆,旨在提高双螺杆挤出机流道内物料的混合性能。文章以流体力学为理论基础,运用MATLAB软件优化参数,选用SOLIDWORKS建立对应几何模型,运用ANSYS/CFX模拟分析流道运动情况,以传统双螺杆挤出机为参照,进行宏观压力场、速度场、速度矢量以及螺杆截面速度流线图对比分析。分析结果显示,反螺纹元件能够使物料在流道内出现回流现象,摆线减速装置有效地降低了螺杆转速,致使物料在流道内被反复剪切,混合更加充分。研究结果表明:新型双螺杆提升物料20%左右的停留时间;变速段出现物料回流现象,此处物料发生反复剪切,混合性能提升;摆线针轮减速器的减速效果有效地延长了物料传输时间,提高了物料的混合性能。

摘要：Winpak是一种新型的规整填料.为了探讨其在液液单相混合过程中的应用前景,采用实验与计算流体力学(CFD)方法,对Winpak填料混合性能及其混合强化机制进行了研究.本文设计了包含压降测量以及取样分析的液液单相混合实验装置对Winpak填料混合性能进行测试.通过Standardk-ω湍流模型,建立了液液单相混合过程的CFD模型,并与实验测量结果进行对比,模拟值与实验值达到较好的吻合效果,证明了CFD模型的准确性.随后,通过CFD方法考察了压降以及变异系数(coefficientofvariation,CoV)随流量变化的情况.当液体总流量由1.35 m~3/h提高到3.02 m~3/h时,Winpak填料的压降提高了227.1%,同时CoV值下降了2.8%.CFD计算结果表明随着混合过程压降的提高,混合性能也有相应的提高.Winpak填料内部速度场与浓度场的模拟结果表明,Co V值沿流动方向逐渐下降,而CoV值急剧下降的位置均处于Winpak填料的开窗结构处.对比Winpak填料与板波纹填料的模拟结果,Winpak填料压降平均提高了15.0%,但同时CoV值平均降低了24.1%.对比两种填料同一截面处的径向速度分布模拟结果可以看出,Winpak填料的开窗结构可以在更大的流动区域内产生有利于混合的径向速度,达到强化混合的效果.从而证明了Winpak填料对液液单相混合过程具有促进作用,而Winpak填料的开窗结构是其具有较高混合性能的主要原因.

摘要：用正交设计法设计了9组不同排布的销钉单螺杆。采用混合熵作为评价销钉单螺杆混炼段混合性能的指标,数值模拟了不同销钉结构的单螺杆混炼段内聚丙烯熔体的等温流动过程,考察了一个导程内销钉排数、每排销钉个数和销钉高度对销钉单螺杆混炼段混合性能的影响。结果表明,在所设计的正交试验中,沿螺杆挤出方向各截面的混合熵逐渐增大,出口处该值达到最大;在销钉螺杆混炼段一个导程内安装5排,每排5个高度为12mm的销钉时,其混合性能较优。

摘要：基于拉伸流动原理设计的锥面磨盘可改变流道内熔体流动类型,增大拉伸流场作用。而叠加适当振动参数的振动力场可以进一步增强锥面磨盘流场的拉伸作用、提高拉伸速率,减小分离尺度并使其变化趋稳、增大混合指数并提高混合效率,从而使混合物料粒径减小、粒度均匀,获得良好的混合分散效果,为混合加工设备设计及聚合物混合性能的提高提供了新的参考依据。

摘要：为深入研究全混合日粮混合机的混合性能,采用自行设计的转轮式TMR混合机,基于离散元法应用EDEM软件,对其混合性能进行数值模拟及仿真试验。仿真结果表明:转子转速在3 0~3 2 r/min、充满系数在5 0%~5 5%、混合叶板角度在1 6°~2 0°时得到的偏离系数较低,混合时间在1 2 0 s内偏离系数呈下降趋势。仿真得出混合均匀度较高时各结构及运行参数的取值范围,为该机的设计及参数优化提供参考。