Delaplace等人[9]开发了近似分析模型预测混合,能够分析螺旋螺带在层流层中对剪切稀释流体的功耗情况。
Masiuk和Rakoczy [10]表明了一种理论可以用来描述在多带混合器中混合不规则物料的进程。 他们也提出了一种估计混合物当前状态的新方法,该方法能够建立该过程中信息熵的变化的数学模型,并且该模型已经经过了试验验证,证明了该模型的有效性。
Anne-Archard等人[11]研究了流体动力学和在层流搅拌容器流动中功耗的应用数值计算。 Metzner-Otto相关性建立在幂律流体中混合。在螺旋和锚式搅拌器中对分布剪切速率及其与功耗的关系进行分析讨论。根据流体模型,对于剪切流动而言该概念是有效的并能模拟出一个满意的数值。
Zhang等人[12]已经模拟了由双螺旋叶轮带产生的非牛顿流场。 他们开发了三个计算流体动力学(CFD)方法来计算Metzner常数k。
Maingonnat等人 [13] 研究了双螺带叶轮的功耗(Ekato-Paravisc),该功耗作为函数的操作条件和实验流体流变特性。
Estelle和Lanos [14]研究了在流体混合系统中流变特性并使用简化的方法计算剪切速率。这种方法之所以有效率是因为能研究牛顿流体和非牛顿流体,还能探索混合设备的几何形状。 得出的结果与以前期刊中的研究相比有利。 如果使用螺旋带,他们不得不考虑由Roos等人获得的探针的虚拟半径 [15]。使用实际半径会导致剪切应力计算误差。这意味着流体被螺带剪切时所使用的实际半径必须接近虚拟半径。论文网
Seyssiecq等人[16]致力于三相原位流变学特征的研究,他们使用不同的生物反应器搅拌悬浮物并计算通气速率。生物反应器是一个有机玻璃容器,直径0.15米。它配备一个双螺旋带叶轮,叶轮旋转时比较接近容器壁。在这项研究中,直接在生物反应器内测量流动性。
Muzzio等人[17]研究了处理的影响和带式搅拌机在分离均匀性上参数。使用核心采样技术以获得每个采样,至少能产生一百个采样,整个过程都是在混合器中提取并产生的。
Riveraa等人[18]研究了超级混合型同轴混合机的机理,这种设备是由大叶轮和安装在其上的双螺旋带搅拌器组成,并配以两个独立的轴以不同的速度旋转。为了模拟加速器的旋转,使用基于新的有限元滑动网格和虚拟域方法。功耗,流动模式,剪切速率分布,泵运送能力和混合时间将从根据流体动力学计算出来。在这项研究中发现,超级混合同轴搅拌器被发现是一个很好的替代粘性混合的产品。
Barbot等人[19]研究了添加NaN3后对传质系数的影响,他们同时也研究了在生物反应器中配备双螺旋带叶轮是否对污泥等悬浮液有所影响。
Yu等人[20]研究了高固体厌氧反应器装备了A-310叶轮和螺旋带的混合性能。构建数学模型以评估流场。在固体小于总混合物5%和10%的蒸煮器中模拟功率数,系统比较流量数和雷诺数的相互关系。模拟结果表明在混合物中含有较多固体时,反应器使用螺旋带状混合器的巨大潜力。Driss等人用cfd研究了由双螺旋带和双螺旋螺旋带叶轮产生的层流。他们在研究的过程中主要对象是牛顿流体。
Driss等人[21]通过CFD模拟了由双螺带叶轮产生的层流图,其中大部分的研究对象均为牛顿流体。
同时通过查阅文献也可以了解到这种叶轮大量被用于高粘度流体的混合。所以对于这些叶轮的CFD模拟研究显然很有必要。虽然这些叶轮已被广泛应用于工业,但关于它们的混合性能的资料却很稀缺,特别是非牛顿流体。来`自^751论*文-网www.751com.cn
在这项新工作中,我们很有兴趣比较双螺旋带与单螺带叶轮在搅拌容器中的流场。在层流和过渡层中对剪切变薄流体进行研究,这些都是典型的聚合反应的条件。 叶轮转速,流体流变学,叶轮尺寸,离底高度和功耗,上述这些因素的影响我们都会进行考虑研究。在本文中研究的几何布置和参数在其他文献中均没有过数值分析。