直叶片形式搅拌器下的流固耦合分析
来源： 阅读：4711 更新时间：2012-11-16 11:39摘 要：文章对直叶片形式的泥浆搅拌器进行了两相流数值计算，模拟在额定转速下搅拌容器内部的流场分布、速度矢量分布以及泥浆颗粒的浓度分布情况。流场计算结果表明：直叶片形式的搅拌器属于径流式搅拌器，且存在搅拌死角，而在主循环区域内泥浆浓度区域均匀；在已有流场结果的情况下，对搅拌器进行单向耦合分析，分析结果表明：搅拌器叶轮在叶片根部的应力最大，在叶片的头部变形最为严重，同时计算出预应力下的搅拌器前五阶固有频率，为搅拌器的稳定运行提供重要的指导意义。
关键词： 泥浆搅拌器；两相流；流固耦合；模态
在采矿、食品、石油、医药、能源及污水处理等大多数的化工生产过程及有关的工业生产中，流体混合工艺都占有很重要的地位。搅拌器在化工工业生产中广泛应用于制备均匀混合物；促进传质(如溶解、结晶、气体吸收等)；促进传热(反应器内的加热或冷却等)；促进化学反应，利用搅拌器使参加反应的物质接触良好，提高反应效率，控制反应温度等。
在流体介质中，普遍采用的搅拌方法是机械搅拌，它是利用搅拌轴上装有各种型式叶轮运转来实现的。不同的转轮造成的搅拌推流效果差别很大，而不同的生产过程有不同的搅拌推流目的，因此，搅拌机流场的分布，直接关系到搅拌机的使用效果，而搅拌机的使用容器与位置，针对于不同的工艺要求，千差万别，导致了试验很难有个统一的标准，为了得到搅拌机运行后的准确流场，计算流体动力分析，成为一个非常重要的手段。同时，搅拌机的损坏，影响最大的因素就是叶片变形和断裂，在流动的情况下，准确获知叶片受力与变形的计算，显得尤为重要。
本文即是以一个基本的工程算例，来明确这一分析的过程。
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