文档介绍：Aspen Plus论文
郑州大学化工与能源学院
课程论文
专业: 化学工程与工艺
圆锥立式混合器数值模拟
摘要:本文主要介绍应用Fluent软件对某一圆锥立式混合器的温度场的模拟,模拟中采用k—ε两方程模型,流体介质选用水,给定进口的速度,最后得出结论冷水进口速度增大,温度场分布不均性性增强,出口温度降低。介绍了基本模拟步骤。
关键字:Fluent 圆锥立式混合器温度分布进口速度模拟步骤
Cone vertical mixer numerical simulation
Abstract: this paper mainly introduces application of Fluent software in a cone of vertical mixer temperature field simulation, simulation of the k - epsilon two equation model, the fluid medium choose water, given the speed of import, conclusion the cold water inlet velocity increases, the temperature field distribution of sex, outlet temperature decreased. This paper introduces the basic simulation steps.
Key word: Fluent cone vertical temperature distribution in the mixer imported speed simulation steps
一、引言
混合是把任何状态(固态、气态、液态和半液态)下的物料均匀地掺
和在一起的操作,混合就是减少组分非均匀性的过程,粉体的混合有多种运动形式,以对流混合为主,其粒子由一个空间位置向另一个空间位置的运动,或两种以上组分在相互占有的空间内发生运动,以期达到各组分的均匀,混合设备是利用各种混合装置的不同组构,使粉体物料之间产生相对运动,不断改变其相对位置,并且不断克服由于物体差异导致物料分层的趋势。混合设备有很多类型,按其布置形式可分为立式混合机和卧式混合机;按工作方式可分为回转式和固定式;混合机按用途可分为固体混合机、液体混合机、固液混合机等类型;按混合时的持续性可分为连续式混合机和间歇式混合机。连续式因为使用时要配套连续工作、计量准确的喂料设备,整个系统较为复杂,除非特殊情况,一般很少采用。现以三维冷/热水混合器(圆锥立式混合器)为例分析其内部的流动和换热情况【1】。
圆锥立式混合器的特点是容器的外形呈圆锥形,内腔螺旋布置形式常见的有双螺旋对称、双螺旋非对称、单螺旋加螺带等。此类混合机通过螺旋的自转和螺旋或螺带的周转不断地将物料搅拌、提升、散开、混合。其特点是螺旋自转和周转的速度不高、混合动作柔和、摩擦少、无死角、残留量少,液体添加量可比普通的立式混合机多,比卧式混合机少。制造成本比普通立式螺旋混合机高。
应用流体力学及CFD软件模拟研混合器内的温度场情况,在改变冷水入口速度工况观察不同情况下混合器内温度场分布,得出水入口速度对混合器内温度场的影响,从而可以通过改变冷水入口速度来优化炉内流场。
二、模型的建立
问题描述
现有一圆锥形立式混合器,冷水和热水分别自混合器的两次沿水平切向方向流入,在容器内混合后经下部渐缩通道流入等径的出水管,最后流入大气。混合器示意图如图1所示,其几何尺寸如表1所示。
图1 混合器示意图表1混合器尺寸表
【2】
(1)质量守恒方程
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(2)动量守恒方程
x方向的动量守恒方程:
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y方向的动量守恒方程:
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z方向的动量守恒方程:
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(3)能量守恒方程?(?T)?t
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