反向旋转卧式双轴捏合反应器混合特性的数值模拟

• 作者: 成文凯 张先明 王嘉骏 冯连芳
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 双轴捏合反应器 计算流体力学 有限元方法 流体动力学 混合
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 流体力学与传递现象
• 页码范围: 162-174
• 页数: 12页
• 分类号: TQ320.5
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20211211

摘要

以差速反向旋转卧式双轴捏合反应器为研究对象，选用高黏牛顿流体糖浆为模拟物料，通过三维有限元数值模拟方法研究了高黏糖浆在捏合反应器中的流动过程，获取了流速和剪切速率的空间分布，进一步结合粒子示踪技术探究了分布混合过程与混合效率，并且考察了搅拌结构对流动与混合过程的影响规律。研究表明，捏合反应器中几乎不存在流动死区，桨叶末端和重叠区域的流速和剪切速率较高，且高流速和高剪切区域均随着捏合杆数目和捏合杆长度的增加而增大。捏合杆可以推动物料在圆周方向上的运动，在重叠区域存在周期性交互作用，进而可以强化分布混合过程。拉伸率随着混合时间以指数形式增加，且随着捏合杆数目和捏合杆长度的增加而增加。时均混合效率大于零，随着捏合杆数目的增大而增大，随着捏合杆长度的增加呈现先增大后减小的趋势。