杨红，王帆，王呈祥，曾真，刘洋，罗丹丹

1.武汉工程大学机电工程学院，湖北 武汉 430205；2.化工装备强化与本质安全湖北省重点实验室（武汉工程大学），湖北 武汉 430074

穿流型搅拌器结构参数优化

杨红1，2，王帆1，王呈祥1，曾真1，刘洋1，罗丹丹1

1.武汉工程大学机电工程学院，湖北 武汉 430205；2.化工装备强化与本质安全湖北省重点实验室（武汉工程大学），湖北 武汉 430074

在特定搅拌槽条件下，针对穿流式斜叶桨式搅拌器，在常用的最高转速300 r／min以内，就开孔位置、开孔率、开孔直径等结构参数进行了数值模拟.将搅拌器以及附近区域都设为动区域进行模型简化处理，基于四面体网格对模型进行网格划分，采用多重参考系稳态处理法，选用标准k－ε湍流模型求解搅拌流场.引入搅拌系数K，从混合效果和功率消耗两方面综合评价搅拌器的优劣.搅拌功率实验和分布时间实验较好地验证了数值模拟的结论.研究表明，相较于传统搅拌桨，穿流式搅拌桨因能强化涡流扩散、减小桨叶投影面，可获得更好的混合效果和更低的功耗，且随着搅拌转速的增大，功耗降低的越明显；搅拌功率和混合时间随开孔率和开孔直径而变化，当开孔率为12%左右、开孔直径为8 mm左右时，搅拌功率和混合时间最小，最为优化.

穿流式搅拌桨；结构参数；优化研究；CFD数值模拟；分布时间实验；功率实验

0 引言

搅拌是通过搅拌器使槽内介质某种循环，使液体、气体介质强迫对流并均匀混合.而为了达到这一目的，需要通过强制对流、均匀混合的器件来实现.穿流型搅拌器泛指仅通过对桨叶或挡板上开通孔以产生射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桨叶在搅拌旋转方向上的投影面积，从而减小了功率损耗；……