2022年第12期化学工程与装备2022年12月ChemicalEngineering&Equipment159反应釜用底置推进器数值分析与试验尚勇1，雷洋1，刘家欢1，曾永忠2（1．四川省自贡工业泵有限责任公司，四川自贡643031；2．西华大学能源与动力工程学院，四川成都610039）摘要：分析底置推进器对反应釜内流场影响并进行试验研究。借助CFD软件，采用S-A湍流模型与N-S方程进行封闭计算，得到反应釜流场分布，并做验证试验。计算表明：反应釜内部存在“涡流”，顶部及拐角区域明显，有物料混合不均或结晶下沉堆积可能；运转试验分析表明：变频调节可使反应釜液流处于最佳运行状态，针对反应釜内部复杂流动及性能进行预测的数值分析可靠。关键词：底置推进器；反应釜；涡流；数值计算；运转试验引言底置推进器是为结晶器、反应釜等装置而设计的浆液推进设备。国外，Micale等[1]对反应釜中含固介质分布进行计算研究。Jaworski等[2]对搅拌器进行计算研究。国内，胡跃华[3]团队研究及开发了复合式搅拌器。苗一等[4-5]对串联涡轮式搅拌器在反应釜中有效混合时间进行模拟分析，借助CFD软件对反应釜内部流动进行模拟分析的方法日益普及[6-7]。本文借助CFD软件，采用S-A湍流模型与N-S方程对反应釜内流场进行数值分析，探寻反应釜流场及推进器水力性能，并进行试验测试，并将数值计算与试验结果进行验证对比。1模型及控制方程1.1模型及计算域网格划分推进器设计参数：叶轮外径D1=1.5m，流量Q=13000m3/h，扬程H=1.1m，效率η=85%，转速n=105r/min；叶片旋转中心至反应釜底部距离：L=1.8m；反应釜外径D2=10m，高度D3=12m，容积V=700m3。试验装置及计算模型网格如图1和图2所示：图1反应釜及推进器三维模型及试验装置示意图反应釜流体网格推进轮网格反应釜、推进轮截面网格图2反应釜及推进器网格划分示意图1.2控制方程及湍流模型N-S方程组采用动量及能量守恒方程构建组成[8]：()21tνρuuuupF∂=−·▽+▽−▽+∂[9]（1）0u▽·=[14]（2）式中：u为速度；t为时间；tu∂∂为速度对时间的变化率；▽为梯度算子；ν为粘度系数；p为压力；ρ为密度；F为外力。S-A计算湍流模型输运方程[10]为：()()()221ibijjiuGCYStxxxxvvvvvvρvρvμρvρσ■■■■■■∂∂∂∂∂■■+=+++−+■■■■∂∂∂∂∂■■■■■■■■■■（3）DOI:10.19566/j.cnki.cn35-1285/tq.2022.12.098160尚勇：反应釜用底置推进器数值分析与试验其中：Gv为湍流粘度增加项，v为湍流运动粘度，Yv为湍流粘度减少项，Sv为用户自...
