错位刚柔桨强化搅拌槽内流体混合实验及数值模拟

• 作者: 刘作华 魏红军 熊黠 陶长元 王运东 程芳琴
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 错位刚柔桨 最大Lyapunov指数 多尺度熵 数值模拟
• 年，卷（期）: 2021,（10）
• 所属期刊栏目: 流体力学与传递现象
• 页码范围: 4621-4631
• 页数: 10页
• 分类号: TQ027.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20200313

摘要

为消除搅拌反应器中混合隔离区，对标准刚性桨（R-RT）、错位刚性桨（PR-RT）和错位刚柔桨（PRF-RT）三种桨叶体系的流体混沌特性参数、流场结构以及流体运动速度进行了探讨。采用Matlab软件编程计算最大Lyapunov指数（LLE）和多尺度熵（MSE），通过计算流体力学研究了三种桨叶体系流场结构和流体运动速度的差异。实验及计算结果表明，错位刚柔桨通过柔性桨叶的随机扰动破坏了隔离区介稳态流场边界，较大程度地消除了混合隔离区。PRF-RT的LLE相比于R-RT和PR-RT分别提高了13.29%和7.25%，MSE也较PR-RT和R-RT大；PRF-RT增强了流场不稳定性，形成了不对称性流场结构，减少了隔离区分布范围；PRF-RT强化桨叶能量耗散，提高了搅拌槽底部、顶部液面以及搅拌槽壁区域流体运动速度，减小了流体混合时间。