文档介绍：重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要搅拌与混合操作广泛应用于化工、石化、轻工、医药、冶金、水处理等行业中。它是通过搅拌器的旋转向搅拌槽内流体输入机械能,使流体获得适宜的流场, 强化过程的传热和传质,提高生产效率和能力。研究表明,搅拌器近70%的能量集中耗散在桨叶尖端,从而在搅拌桨的尖端区域形成流体湍流区。湍流区集中的能量需要靠搅拌器周围的流体运动来进行传递。因而,调控槽内流体流场结构,强化搅拌器周围的流体运动,正受到研究人员的关注。随着非线性理论与混沌理论的发展,人们开始利用混沌现象来调控流场结构, 以强化流体的混合性能。流场结构包含混沌混合区和混合隔离区。混沌混合区内流体运动轨迹较为复杂,以Lyapunov指数规律被拉伸,混合程度高。隔离区内流体运动轨迹很规则,只能以线性规律被拉伸,相互之间耦合程度低,混合程度不高。因此,改变流场结构(增大混沌混合区,减小混合隔离区),实现混沌混合是提高混合效率的有效途径。针对偏心射流的特点,射流搅拌和机械搅拌形成不同的流场,这两种流场的耦合必然诱发混沌混合,而偏心搅拌和射流搅拌改善流场的非对称性结构,促使流场中混沌区的增大。因此,本文提出偏心射流搅拌方式,实验以LabVIEW软件采集搅拌槽反应器某点压力脉动信号,通过Ma廿ab软件分析信号,结合混沌特性参数和流场模拟研究搅拌槽混沌混合特性,为放大实验和工业化应用提供理论指导。本论文的具体研究内容如下: ①实验以LabVIEW虚拟仪器软件采集搅拌槽反应器某点压力脉动信号,经过小波分析处理后得到流体的宏观不稳定频率。单一液相,搅拌转速分别为 100,130,165,195rpm时,宏观不稳定无因次频率峰值依次为 ,,,,可以看出峰值减小,即宏观不稳定性减弱。宏观无因次频率(f/N)与搅拌转速呈线性比例关系,即f=10-4N;加入射流后宏观不稳定频率消失,出现谱带现象,流场拟序结构多尺度结构特征更加明显,。导致流体混沌混合特性得到增强; ②采集偏心射流搅拌槽反应器内流场图像信息,结合图像处理软件,。实验结果表明流场分形维数受搅拌转速和空气流速的共同作用。在转速350rpm,射流量分别为40,50,60,70,80,90,100L/min时,搅拌槽中流体的分形维数分别是 ,,,,,,; ③实验采集压力传感器传输搅拌槽内壁压力脉动信号,通过对搅拌槽内壁压重庆大学硕士学位论文中文摘要力脉动信号进行采集,对Matlab平台上对采集到的时间序列进行编程分析,计算得到搅拌槽流场最大Lyapunov指数的变化规律。结果表明:未加射流前,搅拌转速达到130rpm,搅拌槽流体的Lyapunov指数趋近于0,即搅拌槽流体进入混沌状态。加入射流后,搅拌转速在20rpm进入混沌状态。即加入射流后只需要提供较低速度的机械搅拌,搅拌槽流体进入混沌状态。④使用计算流体动力学软件Fluent,采用多重参考系Om心)法对气液射流搅拌体系进行模拟。模拟结果验证加入射流可以诱发混沌混合现象这一结论的正确性。关键词:偏心射流,混沌混合,宏观不稳定,分形,最大Lyap吼0v指数重庆大学硕士学位论文英文摘要 ABSTRACT Stirredtankwas widely used inmany industries,such as chemical engineering, petrochemical,light industry,medicine,metallurgy,water treatmentand SO i11put tomechanical energy by therotationofagitator,which make fluidobtain an appropriate flowfield,theprocess of theheattransfer andmass transferwere intensified and theproduction efficiency and ability were Research showed that nearly 70%the energy ofagitator concentrated dissipative the fluidturbulentarea was formed inthe邱area transmissionofturbulent area concentrationenergy rel