孙中宙 包 健 高晓斌 秦晓波 周勇军

（1.南京工业大学机械与动力工程学院；2.国家化工设备质量检验检测中心（江苏））

搅拌釜作为化工行业最常见的单元设备，釜内流体流动特性直接影响着原料混合质量，进而影响化学反应进行程度，对提高产品质量、降低能耗具有决定作用。目前，搅拌釜内流场模拟技术以CFD方法为主［1］，国内外一些学者利用CFD方法对不同类型搅拌器釜内流场进行过许多研究。其中，王志杰等利用CFD的方法对Rushton涡轮桨釜内流场特性和颗粒运动行为进行研究，发现釜内流场和颗粒运动均呈现循环流特性［2］。姜蒙霞对低雷诺数下搅拌釜内标准直叶涡轮桨周的流场特性进行了实验研究，结果表明Re＜1000时，湍动能分布受雷诺数影响较大，即Re增大湍动能增大，而当1000

笔者利用CFD的方法对带稳定翼四斜叶-Rushton组合桨釜内流场进行了数值模拟，考察了搅拌釜内转速N对流场结构的影响，以期为带稳定翼四斜叶-Rushton组合桨反应釜的工程应用和设计提供参考。

1 数值模拟

1.1 物理模型

本模拟采用Solidworks和Ansys Mesh作为前处理软件，对实际工程生产中61.8 m3丁苯橡胶反应釜及其所用的带稳定翼四斜叶-Rushton组合桨进行等比例缩小，建立几何模型和网格模型，使用Fluent 19.2进行求解计算。搅拌釜（内径T=430 mm）由厚度t=6 mm的透明树脂玻璃和不锈钢标准椭圆形封头制成，如图1所示。筒体高度H=670 mm，液位高度h=630 mm，离底距c1=150 mm，桨叶间距c2=145 mm。

图1 搅拌釜模型

图2为带稳定翼四斜叶桨模型，该桨由4个斜叶片、4个稳定翼和轮毂制成，斜叶片倾斜角为45°，平均分布，稳定翼与斜叶片夹角为90°，图3为Rushton桨模型，组合桨具体尺寸见表1。……