Гидродинамика в аппаратах с многоярусными быстроходными мешалками

• Автор: Минибаева, Лилия Радиковна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 111 с. : ил.

Оглавление Условные обозначения и сокращения Введение

Глава 1. Методы исследования гидродинамики в аппаратах с быстроходными мешалками Экспер Iментальные методы Полуэмпирические методы Методы вычислительной гидродинамики Выводы по главе

Глава 2. Расчет поля скорости в аппаратах с одной быстроходной мешалкой на валу

Математическая модель движения жидкости. Модели турбулентности

Постановка граничных условий и сходимость решения

Поле скорости и гидродинамические характеристики

Аппарат с шестилопастной мешалкой с наклонными под углом

лопатками

Аппарат с шеетилопастиой стандартной открытой турбинной мешалкой

Выводы по главе

Глава 3. Некоторые закономерности поведения гидродинамических характеристик в аппаратах с двухъярусными турбинными мешалками в зависимости от геометрии перемешивающего устройства Поле скорости Критерий мощности
Скорость диссипации кинетической энергии Выводы по главе
Глава 4. Гидродинамика в реактореполимеризаторе получения бутилкаучука
4.1 Особенности протекания реакции полимеризации бутилкаучука
4.2 Модель реактораполимеризатора
4.3 Вариант реконструкции перемешивающего устройства в реакторе
полимеризаторе
Выводы по главе 4
Основные результаты и выводы
Список использованных источников


Глава 1. Методы исследования гидродинамики в аппаратах с быстроходными мешалками Экспер! Глава 2. Математическая модель движения жидкости. Глава 3. Глава 4. LDV - Лазерно-доплеровскнй измеритель скорости (Laser Doppler Velocimetry) ЛДА (LDA) - Лазер! Аппараты с перемешивающими устройствами находят широкое применение в химической, нефтехимической, пищевой, фармацевтической и других смежных отраслях промышленности, т. Существующие полуэмпирические методы расчета аппаратов с перемешивающими устройствами качественно описывают характер распределения скоростей на основе упрощенных моделей, в которых заложено постоянство составляющих скорости по высоте аппарата, что в. Эти методы позволяют определять только осреднен-ные гидродинамические характеристики потока. Однако для моделирования определяющее значение имеют локальные характеристики течения, которые невозможно получить интегральными методами расчета. Так, например, в процессе получения бутилкаучука в реакторе-полимеризаторе с шестиярусной быстроходной мешалкой зарождение полимера происходит мгновенно на расстоянии от 1 до см от места ввода катализатора, в то время как диаметр аппарата равен двум метрам. При получении бутилкаучука в суспензии обязательным условием являются низкие температуры полимеризации - от минус °С до минус °С. Температура стеклования бутилкаучука минус °С, и при повышении температуры реакционной массы полимер переходит из застеклованного состояния в высокоэластическое, что приводит к налипанию его на элементы реактора-полимеризатора. Возможный путь решения данной проблемы видится в изменении локальной структуры потока в месте ввода катализатора. Цель работы. Разработка методики расчета поля скорости в аппаратах с быстроходными многоярусными мешалками для реконструкции перемешивающего устройства в реакторе-полимеризаторе получения БК с целью увеличения времени его пробега. Методы исследования. Поставленные задачи связаны с численным решением системы дифференциальных уравнений сохранения массы и переноса импульса с использованием метода контрольного объема. Для замыкания этой системы использовалось семейство к-е моделей турбулентности. Достоверность подтверждается сравнением полученных в работе результатов по полю скорости, критериям мощности и. Определены модели турбулентности и их параметры, обеспечивающие адекватное описание поля скорости в аппаратах с шестилопастной открытой турбинной мешалкой и шестилопастной мешалкой с наклонными под углом ° лопатками. Определена автомодельная область для полей приведенных составляющих скорости по отношению к центробежному критерию Рейнольдса К. Д)а. Предложено аналитическое выражение для определения критерия мощности в аппаратах с двухъярусными открытыми турбинными мешалками в зависимости от расстояния между мешалками и их диаметра. Определены зависимости влияния взаимного расположения мешалок на валу на поле скорости и величину скорости диссипации кинетической энергии. Практическая значимость. Разработанная методика позволяет рассчитывать гидродинамические характеристики в аппаратах с быстроходными мешалками в зависимости от конструкции и размеров перемешивающих устройств.