射流循環(huán)DTB結晶器的水力學模擬與實驗.pdf

1、射流技術廣泛應用于混合和傳動過程，用射流實現DTB結晶器內攪拌槳軸向推進功能，可有效降低由攪拌槳和晶體碰撞引起的二次成核，提高產品粒度。本文通過模擬，優(yōu)化以及實驗，研究了DTB結晶器導流筒的結構和流場，為射流循環(huán)DTB結晶器設計和優(yōu)化提供指導。具體的研究內容如下:
　　采用RNG k-ε湍流模型對直導流筒射流DTB結晶器的單相流流場進行了數值模擬，選取最優(yōu)導流筒筒徑，并利用歐拉多相流模型對該結構下的結晶器進行模擬分析。結果表明，導

2、流筒內射流滿足線性擴展，軸向速度分布基本滿足高斯分布。剛進入導流筒內的射流主體段，軸線速度倒數與流程呈良好的線性關系，隨射流發(fā)展，軸線速度加速衰減。在噴嘴入口直徑恒定時，循環(huán)速率比(γ)隨導流筒擋板間環(huán)隙面積與導流筒橫截面積比（β)的增加呈先增大再減小的趨勢，存在最優(yōu)值。直導流筒為最優(yōu)直徑時，射流DTB結晶器中導流筒內顆粒濃度分布沿徑向方向減小，其循環(huán)速率比較單相流模擬結果略低，但基本可實現顆粒濃度較為均勻的分布，滿足DTB結晶器的水力

3、學要求。
　　參照射流泵結構對結晶器導流筒進行優(yōu)化，利用RNG k-ε湍流模型模擬了不同結晶器內的流場，分析不同導流筒結構下射流DTB結晶器內流體流動;利用組分輸運模型對結晶器有效區(qū)域進行階躍示蹤法實驗，考察其混合特性;利用滑移網格法模擬常規(guī)DTB結晶器內的流動性質，并與射流DTB結晶器的流場和能耗進行對比;利用歐拉多相流模型模擬不同導流筒結構的射流DTB結晶器的顆粒濃度場，對比顆粒濃度分布。結果表明，參照射流泵結構優(yōu)化的導流筒提

4、高了內循環(huán)量，本例中較直導流筒最高提升23％，同時對結晶器內的混合有一定的促進作用。同時，相同內循環(huán)流量下，射流泵DTB結晶器與常規(guī)DTB結晶器相比，單位體積能耗稍小。射流循環(huán)可較好的實現DTB結晶器內顆粒懸浮，且相比于其它射流DTB結晶器，結構優(yōu)化的射流泵DTB結晶器顆粒分布更加均勻，顆粒相的內循環(huán)量更高。因此射流泵導流筒的優(yōu)化，不僅使射流方案滿足DTB結晶器溶液充分混合、顆粒均勻懸浮的水力學要求，在能耗上較常規(guī)DTB結晶器也有一定優(yōu)