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卧式单轴捏合反应器流动与混合特性的数值模拟

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选取卧式单轴捏合反应器为研究对象,搭建了一个可视化实验装置来研究其分布混合过程,并且通过三维有限元数值模拟方法和网格重叠技术获取了高黏牛顿流体在反应器中的流速分布、剪切速率分布与混合指数分布,进一步采用粒子示踪技术分析了全局与局部分布混合过程,对示踪粒子的运动轨迹进行统计分析得到了拉伸率与混合效率,并且考察了搅拌结构对流动与混合过程的影响.结果表明,实验与数值模拟结果吻合较好.捏合反应器中几乎不存在流动死区,搅拌轴上的动态捏合杆与搅拌槽壁面上的静态捏合杆之间存在周期性的捏合作用,可以强化自清洁性能、剪切作用、整体与局部分布混合过程、分散混合性能以及混合效率.拉伸率随着混合时间以指数形式增加,时均混合效率大于零.
Numerical simulation of hydrodynamics and mixing characteristics in a horizontal single-shaft kneader

成文凯、张先明、王嘉骏、冯连芳

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浙江理工大学材料科学与工程学院,纺织纤维材料与加工技术国家地方联合工程实验室,浙江杭州310018

浙江大学化学工程与生物工程学院,化学工程联合国家重点实验室,浙江杭州310027

单轴捏合反应器 数值模拟 计算流体力学 流体动力学 混合

国家自然科学基金浙江省人才项目浙江省重点研发计划

519731962019R520122020C01010

2022

10.11949/0438-1157.20211618

化工学报
中国化工学会 化学工业出版社

化工学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.26
ISSN：0438-1157
年,卷(期)：2022.73(5)
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