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[1]杨立森,张先明.卧式单轴捏合反应器结构对流体流动与混合特性的影响[J].浙江理工大学学报,2024,51-52(自科二):161-173.
 YANG Lisen,ZHANG Xianming.Influence of the structure of horizontal single shaft  kneader on fluid flow and mixing characteristics[J].Journal of Zhejiang Sci-Tech University,2024,51-52(自科二):161-173.
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卧式单轴捏合反应器结构对流体流动与混合特性的影响()
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浙江理工大学学报[ISSN:1673-3851/CN:33-1338/TS]

卷:
第51-52卷
期数:
2024年自科第二期
页码:
161-173
栏目:
出版日期:
2024-03-10

文章信息/Info

Title:
Influence of the structure of horizontal single shaft  kneader on fluid flow and mixing characteristics
文章编号:
1673-3851 (2024) 03-0161-13
作者:
杨立森张先明
浙江理工大学纺织纤维材料与加工技术国家地方联合工程实验室,杭州 310018
Author(s):
YANG Lisen ZHANG Xianming
National Engineering Lab for Textile Fiber Materials and Processing Technology, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China
关键词:
单轴捏合反应器数值模拟反应器结构分布混合混合效率
分类号:
TQ320-5
文献标志码:
A
摘要:
为进一步分析卧式单轴捏合反应器内流体流动与混合特性,采用有限元方法与粒子示踪技术,通过数值模拟方法研究了高黏牛顿流体在不同结构卧式单轴捏合反应器内的流动与混合过程。首先,采用有限元方法对不同结构反应器内流体流动过程进行模拟,以分析反应器结构变化对流体速度分布、剪切速率分布和混合指数分布的影响规律;然后,采用粒子示踪技术对不同结构反应器内流体混合过程进行分析,以探究反应器结构变化对流体分布混合过程、拉伸率及混合效率的影响规律。结果表明:分布混合的实验结果与数值模拟结果吻合较好;高速度、高剪切区域的面积随捏合杆侧边长度的增加而增大;反应器内混合指数分布大于0.7所占的比例,随静态捏合杆数目和捏合杆侧边长度的增加而先增大后减小;增加静态捏合杆数目有利于强化分布混合过程;平均对数拉伸率随静态捏合杆数目和捏合杆侧边长度的增加而增大;平均时均混合效率随静态捏合杆数目的增加而先增大后减小,随捏合杆侧边长度的增加而增大。该研究得到的反应器结构变化对流体流动与混合特性的影响规律,可为卧式单轴捏合反应器的优化设计提供理论指导。

参考文献/References:

[1]Cheng W K, Wang J J, Gu X P, et al. Film formation and mass transfer characteristics in a horizontal self-cleaning twin-shaft kneader with highly viscous Newtonian fluids[J]. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2021, 60(3): 1405-1411.

[2]成文凯, 张先明, 王嘉骏, 等. 反向旋转卧式双轴捏合反应器混合特性的数值模拟[J]. 化工学报, 2022, 73(1): 162-174.

[3]Cheng W K, Ye Y, Jiang S X, et al. Mixing intensification in a horizontal self-cleaning twin-shaft kneader with a highly viscous Newtonian fluid[J]. Chemical Engineering Science, 2019, 201: 437-447.

[4]成文凯. 卧式双轴搅拌脱挥设备的成膜特性与传质过程强化[D]. 杭州: 浙江大学, 2019: 9-10.

[5]焦海亮, 包雨云, 黄雄斌, 等. 高黏度流体混合研究进展[J]. 化工进展, 2007, 26(11): 1574-1582.

[6]马青山, 冯连芳, 顾雪萍, 等. 卧式单轴粉体搅拌反应器的搅拌功率[J]. 高校化学工程学报, 1999, 13(1): 31-37.

[7]Fleury P A. Bulk polymerisation or copolymerisation in a novel continuous kneader reactor[J]. Macromolecular Symposia, 2006, 243(1): 287-298.

[8]成文凯, 王嘉骏, 顾雪萍, 等. 聚合物搅拌脱挥设备及其 CFD 模拟研究进展[J]. 化工进展. 2016, 35(5): 1283-1288.

[9]王嘉骏, 顾雪萍, 冯连芳, 等. 卧式搅拌槽内流体混合的实验与模拟研究[J]. 中国科技论文在线, 2008, 3(12): 911-914.

[10]罗彬彬. 卧式单轴自清洁搅拌釜气液分层流和传热过程数值研究[D]. 天津: 天津大学, 2017: 36-50.

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备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期: 2023-02-27

网络出版日期:2023-07-07

基金项目: 国家自然科学基金项目(51973196);浙江省重点研发计划项目(2020C01010)

作者简介: 杨立森(1995-),男,河南信阳人,硕士研究生,主要从事材料加工工程方面的研究

通信作者: 张先明,E-mail:joolizxm@hotmail.com
更新日期/Last Update: 2024-03-08