基于实验搅拌反应釜的放大设计

发布日期：2018年11月15日

　　1.放大路线及结果

　　搅拌设备放大技术中首先要满足的条件是几何相似，并分析各搅拌参数间的变化关系，然后根据具体搅拌过程的特性确定放大因子，最后再对过程效果及经济性进行综合评价，修正某些几何条件，完成搅拌设备的放大设计。不同桨叶形式及不同搅拌目的一般放大基准是不同的。单纯追求流场相似，则可确定其放大路线为:几何相似一尖端圆周速度相等(用来确定搅拌速)。原型容积为20 L，模型容积为1 000 L ,线性放大因子为3.684，原型搅拌釜直径为268 mm,计算得模型直径为268 x 3.684=987.3 mm，圆整后为1 000 mm，以此类推，放大后搅拌釜的主要参数可见表

　　2.模拟验证

　　对放大后的1 000 L搅拌反应釜采用同样的模拟策略，得到釜内流体速度及温度分布情况，分别如图5(a)，图5(b)所示。模拟结果与20 L搅拌反应釜基本一致，验证了该放大路线的可行性。

　　结论

本文利用CFD数值模拟技术，采用Fluent模拟软件从流场和温度场两个方面针对一实验用20 L反应釜进行了性能分析。使用滑移网格法和标准k-s湍流模型成功模拟了装有双层推进式搅拌桨的反应釜内流动速度场，其流型呈现上下“双循环”分布，在叶片后局部区域形成尾涡。对实验用搅拌反应釜依据几何相似原理及尖端速度相等的原则进行了放大设计，得到了放大后反应釜的基本参数，并模拟验证了放大后搅拌釜的性能可以满足中试需要。