刚-柔组合搅拌桨强化流体混沌混合

• 作者: 刘仁龙 刘作华 孙瑞祥 王运东 陶长元
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 混合 混沌 搅拌槽 刚-柔组合搅拌桨 分形维数 CFD模拟 吸引子
• 年，卷（期）: 2014,（9）
• 所属期刊栏目: 流体力学与传递现象
• 页码范围: 3340-3349
• 页数: 10页
• 分类号: TQ027.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.0438-1157.2014.09.005

摘要

合理设计搅拌反应器的桨叶，强化流体流动与混合行为，是实现流体高效、节能混合的重要手段。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。结合PIV流场观测和CFD模拟，对比分析了刚性桨和刚-柔组合桨对流场结构及流体混沌混合行为的影响。结果表明，与刚性搅拌桨相比，刚-柔组合桨的柔性端强化能量传递，流体流速衰减速率降低25%，有利于搅拌桨输入能量在流场结构内的有效分配。传统刚性六凹叶和六直叶涡轮桨搅拌反应器内流体形成的流线结构具有明显的周期吸引子，其时均流场的分形维数分别为1.9046和1.9138。刚-柔组合六直叶涡轮桨搅拌反应器内流体流线呈明显的准周期性吸引子性质，其流场分形维数为1.9337，而刚-柔组合六凹叶涡轮桨搅拌反应器内流体流线具有典型的混沌吸引子性质，其流场分形维数为1.9545。刚-柔组合搅拌桨可改变流体流线的吸引子来调控流场的多尺度结构，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
8	孙瑞祥	重庆大学化学化工学院	6	111	5.0	6.0