刚柔组合搅拌桨强化搅拌槽中流体混沌混合

• 作者: 刘仁龙 刘作华 王运东 陈超 陶长元
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 混合 搅拌槽 传递 混沌 最大Lyapunov指数 多尺度熵 刚柔组合桨
• 年，卷（期）: 2014,（1）
• 所属期刊栏目: 流体力学与传递现象
• 页码范围: 61-70
• 页数: 10页
• 分类号: TQ027.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.0438-1157.2014.01.008

摘要

搅拌槽内普遍存在着两种不同类型的混合区域:混沌混合区和规则区.增大混沌混合区,是提高流体混合效率、降低搅拌过程能耗的重要途径.而合理设计搅拌桨有助于流体形成适宜的流动状态,实现混沌混合.柔性体与刚性体组合,可设计出具有多体运动行为的刚柔组合搅拌桨,可强化流体混沌混合行为.结合Matlab软件,实验研究了双层桨搅拌槽内自来水体系的最大Lyapunov指数(LLE)和多尺度熵(MSE)的变化规律,对比分析了刚性桨和刚柔组合桨两种桨叶对流体混沌混合的影响.结果表明,刚柔组合桨强化流体的运动特性,使更多流体进入混沌混合状态.在转速为210 r·min-1时,流体的混沌混合达到最佳状态,刚性桨体系的LLE为0.041,而刚柔组合桨体系的LLE为0.048;刚柔组合桨可有效耗散能量,使整个槽体的能量分布均匀,刚柔组合桨在150r·min-1时的多尺度熵率与刚性桨在210 r·min-1时基本相近;刚柔组合桨体系的混合时间均低于刚性桨体系,在转速为120 r·min-1时,刚柔组合桨使流体的混合时间缩短了26％左右.刚柔组合桨可改变流场结构和能量耗散方式,强化流体混沌混合,实现高效节能操作.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王运东	清华大学化学工程系	50	592	16.0	22.0
2	陶长元	重庆大学化学化工学院	177	1955	25.0	33.0
3	刘作华	重庆大学化学化工学院	153	1451	22.0	30.0
5	刘仁龙	重庆大学化学化工学院	72	724	14.0	24.0
6	陈超	重庆大学化学化工学院	22	161	7.0	12.0