黎义斌^1*， 梁开一¹， 李正贵²

1. 兰州理工大学能源与动力工程学院，甘肃 兰州 7300502. 西华大学流体及动力机械教育部重点实验室，四川 成都 610039

收稿日期:2020-01-08修回日期:2020-03-18出版日期:2020-12-22发布日期:2020-12-22
通讯作者:黎义斌

基金资助:教育部重点实验室开放基金

Numerical analysis of hydraulic performance of tilted shaft agitator based on fluid-structure interaction

Yibin LI^1*, Kaiyi LIANG¹, Zhenggui LI²

1. School of Energy and Power Engineering, Lanzhou University of Technology, Lanzhou, Gansu 730050, China2. Key Laboratory of Fluid and Power Machinery, Ministry of Education, Xihua University, Chengdu, Sichuan 610039, China

Received:2020-01-08Revised:2020-03-18Online:2020-12-22Published:2020-12-22


Supported by:Financial supports from Key laboratory opening fund of Ministry of Education

摘要/Abstract

摘要： 为研究气液两相搅拌器的剪切分散性能，提出了一种上层为六直叶圆盘涡轮，下层为推进式桨叶的双层搅拌器，建立0°~30°倾斜轴搅拌器的模型，基于雷诺时均N-S方程、RNG k??湍流模型和VOF多相流模型，研究了倾斜角对斜轴式搅拌器内部搅拌性能的影响，基于流固耦合方法对斜轴式搅拌器进行了应力计算和失效分析。结果表明，倾斜轴改善了搅拌器内的轴向流动，气相沿轴向的扩散能力增强；倾斜角介于0°~30°时，搅拌器达到95%含气率的时间比0°时有明显缩短，25°和30°倾斜轴搅拌器所需时间相较0°分别缩短12.50%和22.71%；在相同转速下，轴功率随轴倾斜角度增大而增大；转速越高，搅拌器达到理想含气率的时间越短，且不同转速下混合时间随轴倾斜角度的变化规律基本一致；随倾斜角度增大，搅拌器所受等效压力随之增大，倾斜角度为30°时直叶圆盘涡轮危险断面处应力比桨叶许用扭转应力高8.7%，超出安全应力范围，桨叶易出现断裂失效问题。

引用本文

黎义斌 梁开一 李正贵. 基于流固耦合的斜轴式搅拌器水力性能数值分析[J]. 过程工程学报, 2020, 20(12): 1424-1431.
Yibin LI Kaiyi LIANG Zhenggui LI. Numerical analysis of hydraulic performance of tilted shaft agitator based on fluid-structure interaction[J]. Chin. J. Process Eng., 2020, 20(12): 1424-1431.

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参考文献

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