基于Fluent軟件對(duì)稀土萃取攪拌槽三維流場(chǎng)的數(shù)值模擬.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)被越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于稀土萃取,并且發(fā)揮著重要的作用。從國(guó)內(nèi)外的發(fā)展來(lái)看,前人主要研究攪拌槳的形狀,這主要涵括槳式攪拌槳、渦輪攪拌槳、折葉攪拌槳和多層攪拌槳,然而在對(duì)此方面的研究只是停留在經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)或者是半工業(yè)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,并未形成一套系統(tǒng)的理論。本文主要是模擬平直式槳葉攪拌器在稀土萃取反應(yīng)槽中的特性參數(shù),從而為此方面的研究提供一些理論上的參考。
　　在稀土萃取過(guò)程中影響萃取的因素很多,但是主要的

2、因素是攪拌槳對(duì)萃取的影響,這其中包括攪拌槳的形狀、尺寸、轉(zhuǎn)速和安放位置的選擇等等。本文采用Fluent軟件對(duì)萃取過(guò)程進(jìn)行模擬,運(yùn)用二相流原理(水相與有機(jī)相),通過(guò)模擬得出一些結(jié)論對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)具有重要的意義。
　　本文運(yùn)用的是計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)原理,通過(guò)軟件對(duì)流體進(jìn)行模擬分析,首先學(xué)習(xí)流體動(dòng)力學(xué)原理,而后運(yùn)用CFD軟件建立模型和結(jié)果分析。第一運(yùn)用Gambit軟件建立所需要的模型,其次進(jìn)行網(wǎng)格劃分和邊界條件的設(shè)置,最后導(dǎo)入到Fluent中

3、。
　　本文采用Fluent中的MRF法對(duì)建立的模型進(jìn)行數(shù)值模擬。所做工作如下:
　　1、首先設(shè)定電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度,其次確定攪拌槳距槽底距離,再次通過(guò)運(yùn)用Fluent軟件進(jìn)行數(shù)值模擬分析。分析的目的主要是研究攪拌槽內(nèi)的速度、湍動(dòng)能和進(jìn)口壓力情況,通過(guò)模擬分析后,得出在上述條件下達(dá)到混合均勻的時(shí)間較長(zhǎng),而且速度、湍動(dòng)能和壓力在槽內(nèi)分布情況不是很理想;又通過(guò)分析混合體積能得出,在上述條件下攪拌槳所消耗的能量巨大而且所受的扭矩也是非常

4、的大。
　　2、保持轉(zhuǎn)速不變,更改攪拌槳的安放位置,通過(guò)研究槽內(nèi)的混合特性發(fā)現(xiàn),在壓力、速度、混合時(shí)間、湍動(dòng)能分布方面都要優(yōu)于前者,而且其單位體積混合能也是很小。但是經(jīng)過(guò)具體研究后,覺(jué)得有必要對(duì)攪拌槳的形狀進(jìn)行改良。
　　3、在轉(zhuǎn)速不變,安放位置不變的前提下,增加攪拌槳葉片的數(shù)目同時(shí)改變攪拌槳的直徑,通過(guò)軟件分析后發(fā)現(xiàn),在壓力、速度、湍動(dòng)能和混合時(shí)間方面都要優(yōu)于前者,而后者攪拌槳所受到的扭矩和單位混合體積能要比前者大很多,這