刘国平，郑 坤

(南昌大学机电工程学院，江西 南昌 330031)

1 引言

机械式搅拌槽在化学工业、生物工程等领域应用广泛。在沼气工程中运用搅拌技术可以使物料和温度混合均匀。目前对搅拌罐的研究大多是对罐内流场特性进行分析，搅拌过程能否使物料混合达到均匀程度要求是一项重要指标。文献［1］对双层六直叶圆盘涡轮桨搅拌槽内流场和混合时间进行数值模拟，通过对速度场的分析得出槽内流场的流动特性。文献［2］采用标准k-ε模型模拟了两个六直叶圆盘涡轮搅拌槽内流体的流动状态。NERE等［3］分析了桨型、桨槽的尺寸和桨的离底高度等对流体混合效果的影响。文献［4］采用标准k-ε模型进行模拟，分析对比不同角度圆盘涡轮搅拌桨的混合效果。

目前，对搅拌槽内部的流场研究分析中，主要是采用圆盘涡轮桨进行分析，对平直叶桨搅拌槽内高黏流体的流动特性和混合过程的研究分析不多。RNG k-ε湍流模型适用于旋流情况。采用多重参考系法和RNG k-ε湍流模型对平直叶桨搅拌槽内高黏流体的流动特性和混合过程进行了研究，研究结果为平直叶桨搅拌槽的设计和应用提供参考。

2 模型

2.1 物理模型

平直叶桨搅拌槽结构，如图1所示。搅拌槽直径D为1600mm，高度H1为2000mm，液面高度H2为1600mm。搅拌轴直径d为80mm。搅拌器型式为四平直叶桨，搅拌器直径DJ为1000mm，搅拌器桨叶的宽度B为100mm，搅拌器桨叶的厚度δ为12mm，轮毂外径d2为120mm，轮毂高度h为120mm。

单层桨搅拌槽中桨叶距槽底h3为350mm；双层桨搅拌槽中下层桨距槽底h4为350mm，上层桨距槽底h5为880mm。……