杨 红，王呈祥,肖 臻

(武汉工程大学机电工程学院，湖北 武汉 430074)

0 引 言

搅拌是化工过程的一个重要的单元操作，被用来进行各种操作，如固-液、气-液混合和化学反应等.搅拌过程是通过搅拌器的旋转向釜内流体输入机械能，使得流体获得适宜的流场，在流动场内进行动量、热量、质量的传递或者同时进行化学反应的过程.穿流型搅拌器泛指在搅拌器的桨叶或挡板上开通孔以达到穿流效果的新型搅拌器.相关研究表明，新型穿流型搅拌器不但减小了旋转方向上的投影面积，从而降低了能耗，同时在搅拌系统中产生射流，能进一步强化涡流扩散.穿流型搅拌能够在较小的能耗情况下达到强化搅拌效果的目的[1-3]，并且在湿法硫酸生产中得到广泛应用[4].

近年来，基于计算流体力学(CFD，Computa-tional Fluid Dynamics)的数值模拟技术已成为搅拌过程研究的一个重要技术手段，而关于穿流型搅拌器的数值模拟研究较少，且主要集中在穿流型搅拌器对搅拌功率影响的定性研究上，并未对开孔的具体几何结构参数进行研究.

搅拌桨开孔的影响因素包括开孔尺寸、开孔率、开孔位置等，本文针对常用的四叶桨搅拌器，在特定的搅拌槽和相同的开孔尺寸及开孔率条件下，对不同开孔位置下的搅拌器的搅拌流场和功率特性进行CFD数值模拟，为进一步的应用优化研究奠定基础.

1 研究对象与建模

1.1 研究对象

本文研究的是穿流型搅拌器开孔位置对搅拌效果及能耗的影响……