排灌机械工程学报

作者：高殿荣,罗耀东,郝亚婷,毛璐凯

单位：1. 燕山大学机械工程学院, 河北 秦皇岛 066004;2. 燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室, 河北 秦皇岛 066004

关键词：搅拌槽,数值模拟,层流模型,多重参考系,示踪剂

基金：河北省自然科学基金资助项目(E2020203107)

针对搅拌槽内流体层流流动状态下介质混合效率较低的现象,设计了一种轴径向桨(pitched blade-Rushton turbine paddle,PB-RT桨).首先通过Fluent软件,利用层流模型(laminar)、多重参考系法(multiple reference frame,MRF)与示踪剂浓度法对搅拌槽内层流流场与混合时间进行数值模拟.得出相关模拟结果后,通过示踪粒子试验与酸碱变色试验对真实搅拌情况下搅拌槽内的流场与混合时间进行验证.研究结果表明:PB-RT桨的内部流场整体呈现一种特殊的四涡环流型,打破了涡环之间的隔离现象,提升了混合效率.当搅拌槽内搅拌桨转速为200 r/min时,PB-RT桨的混合时间与单位体积混合能相较于直叶圆盘涡轮桨(Rushton paddle,RT桨)与六斜叶涡轮桨(6-pitched blade turbine paddle,6PBT桨)均有明显提升;此外,通过搅拌槽内层流混合试验验证了仿真模拟的正确性,为层流搅拌混合效率的提升提供了理论依据.

来源：2025年第7期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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