固态发酵反应器流场数值分析及搅拌参数优选

• 作者: 向闯 李莉莉 王琨 赵庆良 姜珺秋 魏亮亮 汤云榕
• 来源期刊: 哈尔滨工业大学学报
• 关键词: 固态发酵 非牛顿流体 双螺带搅拌桨 死区 数值模拟 计算流体力学
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 页码范围: 65-71
• 页数: 7页
• 分类号: S216.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.11918/201911179

摘要

为研究厨余垃圾固态发酵反应器中机械搅拌装置的搅拌流场特性及优选机械搅拌设计参数,采用计算流体力学技术(CFD)方法模拟5种机械搅拌桨型的混合流场,并对搅拌桨的桨径比、转速等参数通过搅拌功率、混合时间、混合能和死区百分比等指标进行定量分析.模拟结果表明:二折叶搅拌桨、六折叶涡轮搅拌桨死区百分比大,对物料扰动范围小,不能有效进行混合;双螺带搅拌桨死区百分比最小,对物料扰动范围最大,搅拌功率也最大.对于双螺带搅拌桨桨径,物料死区随桨径比的增加而减小,当桨径比增大至0.75后不再减小,而搅拌功率随桨径比增大而一直增大.对于双螺带搅拌桨,随着转速增加,搅拌功率呈直线式增加,混合时间以抛物线式降低,混合能逐渐增加.综合考虑混合效果和搅拌功耗,转速为20 r/min、桨径比为0.75的双螺带搅拌桨是本研究反应器中的最佳搅拌设计.