自吸式气液搅拌槽气液分散性能实验研究.pdfVIP

第41卷 第8期 化 工 技 术 与 开 发 V。1．41 No．8 2012年 8月 Technology DevelopmentofChemicalIndustry Aug．2012 自吸式气液搅拌槽气液分散性能的实验研究 秦 佩，郝惠娣，冯蓉蓉，马 腾，高 勇 (西北大学化工学院，陕西 西安 710069) 摘 要：本研究在cf1]数值模拟基础上，对双层桨自吸式搅拌槽有定子 (自吸分散 )和无定子 (表面充气分散) 两种情况进行性能研究。深入研究了不同桨型组合的气体吸入I临界转速、功率准数、气含率和氧传递等性能。结果 表明，在搅拌介质中，六直叶圆盘桨和六叶上斜叶桨在自吸分散时具有较好的吸气量和气液两相之间的传质性能。 关键词 ：自吸式；气液搅拌槽；气含率；传氧性能 中图分类号：TQ051．7 文献标志码：A 文章编号2012)08．0040-04 气液搅拌反应槽在工业生产中广泛应用，传统 130mm。气体分散装置结构示意图见图2。 的气液搅拌槽采用强制分散方式实现气体分散n】， 实验利用水．空气进行临界转速、功率准数和气 而 自吸式气液搅拌反应槽通过搅拌产生的压差吸入 含率方面的研究，亚硫酸钠水溶液一空气进行传氧性 气体，在石油化工过程中得到广泛应用。 能的研究。搅拌转速采用 日本富士电机公司生产的 自吸式搅拌反应槽是搅拌桨具有开孔的空心轴 FVR1．5E9S-4JE型通用逆变器进行无级调节。搅拌 或在搅拌轴外装有轴套 口】，利用叶轮将液体甩开形 功率采用湘仪动力测试仪器有限公司生产的JCO 成的负压从液体上部吸入气体，经过气体分散装置 型转矩转速传感器与P1100型转速测量仪进行测 破碎成细微的气泡，和液体充分接触进行气液反应， 量，并通过转矩转速测量仪的RS232接 口与计算机 能够达到较好的气液分散和传质效果。 连接，进行计算机 自动数字采集与处理。 对搅拌槽进行的单相流数值模拟研究表明，气 体分散通道叶片角度 =30。，下层桨为六叶上斜叶 桨时，搅拌槽内流体的湍流程度较为剧烈，整个搅拌 槽 内流动性能较好p】。因此在实验中，选择气体分 散通道叶片角度 =30。，上层桨分别为六直叶圆盘 桨(DT)和Parabola型搅拌桨(P型桨)，下层桨为4 种尺寸的六叶上斜叶桨(PDTU)，研究不同桨型组 合的气体吸人临界转速、功率准数、气含率和氧传递 等性能，研究结果对双层桨 自吸式搅拌槽的结构优 2 实验结果与分析 化及指导工业生产有实际意义。 实验是在双层桨 自吸式气液搅拌反应槽有机玻 1 实验部分 璃模型中进行的，根据有无定子和桨叶类型，分为 4 双层桨 自吸式气液搅拌槽采用透明有机玻璃制 种组合(表 1)。在水一空气介质中进行临界转速、功 成，内径为300mm、高450mm。装液高度 350mm，下 率准数和气含率方面的研究，在亚硫酸钠水溶液一空 层桨叶距槽底的距离L，为 100mm，桨叶间距为L2 气介质中进行传氧性能的研究 。 (1OOmm或 150mmo搅拌槽内竖向安装4块挡板， 2．1气体吸入临界转速 Ⅳ0 挡板宽度 25mm，结构示意图见图 1。进气孔 内径 在清水中，下层桨为标准六叶上斜叶桨，上层桨 为55mm，高230mm，锥形内径由55mm逐渐扩大至 为六直叶圆盘桨和P型桨时，考察了不同桨叶组合 作者简介：秦佩 (1987一)，男，山东省滕州市人，西北大学硕士研究生，主要从事搅拌反应设备数值模拟和实验研究，电话： Email：6449,84438@qq．tom 收稿 日期 ：2012．05。10 第 8期 秦佩等：自