技术交流

SD型静态混合器模拟结果分析(二)

发布时间:2012-2-17

  增加混合单元个数可以提高混合器的混合效果.但同时亦会带来压力降的增加。为了分析混合单元数对压力降的影响,现选取了混合元件长宽比为4:1的本静态混合器在7种不同雷诺数下的压力降进行了模拟研究,其压力降曲线如图3所示。

   通过观察发现,在双对数坐标下,每种雷诺数Re下的压力降与单元数之间都近似成一定的线性关系,各条直线斜率基本—致。令其中的任意一条直线的截距为A、斜率为B,由此可得:

  为此对各条直线进行拟合,依雷诺数从小到大得出各线的斜率B分别为1.038、1.071、1.1111.1191.1301.136,1.144对应截距A分别为-1. 921、-1.516、-0. 907、-0.40、0.130、0.864、1.436,由此可以看出,斜率B及截距A均是随着雷诺数的增大而增大只不过斜率B变化幅度较小(仅为10.2%)并且变化速度越来越慢,而截距A与雷诺数之间存在一定指数关系,通过拟合可得A=10-5.489Re1.689。各条直线的斜率为1.100左右反映了压力降随单元数的变化趋势,说明实际的压力降与混合单元数成一定的指数规律,而不是正比关系形成这种规律的原因恰恰说明压力降由两部分构成:一是由于混合单元数的增加增大了流体与元件的接触长度,摩擦阻力增大,摩擦阻力与混合单元数成正比;二是由于混合单元数增加的同时增多了相邻混合元件的交接区域,在交接区域内流体存在剪切、扭转及冲击等,消耗一定的流体动能从而形成—定的局部阻力。该局部阻力占总阻力的比例为nB-1/nB=1/n(n为混合单元数),当混合单元数不是很多的情况下,其所占比例亦较大,如58个单元局部阻力占12.5%~20.0%。综合比较可知,混合单元数应根据实际情况来定,这也与文献的论点一致。因此,采用数值模拟优化选取新型静态混合器对工业指导是一种非常重要的手段。
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