攪拌反應器
關注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2021-11-05
攪拌反應器的視頻教程
基于Workbench-CFX的通氣生物攪拌反應罐流場分析，免費無聲音，操作細致，建模練習（需購買）
本視頻為基于Workbench-CFX的通氣生物攪拌反應罐流場分析，免費無聲音，操作細致，建模練習（需購買），主要涉及到SCDM建模，流場的前處理設置，網(wǎng)格劃分，CFX仿真，CFD-POST后處理，Workbench參數(shù)優(yōu)化等，歡迎購買討論學習。
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workbench對攪拌器的流場及結(jié)構(gòu)分析
Workbench對攪拌器的流場及結(jié)構(gòu)分析 直播時間：6月9日 19:30 適用人群：攪拌器相關工程師，學生等 workbench對攪拌器的流場及結(jié)構(gòu)分析（免費）【已結(jié)束】 直播時間：2022-06-09 19:30 主要對攪拌器的數(shù)值分析方法進行說明，包括單相流攪拌、多相流攪拌、考慮化學反應攪拌等，對攪拌器葉片的受力進行討論。
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fluent專家-動網(wǎng)格-葉輪攪拌器內(nèi)旋轉(zhuǎn)流場模擬
幾何模型如下圖所示，葉輪輪軸直徑為400mm，葉片外徑為1000mm，攪拌器直徑為1200mm，葉輪在攪拌器中心以2rad/s的速度旋轉(zhuǎn)。 知識點：幾何建模、網(wǎng)格劃分、動網(wǎng)格設置、滑移網(wǎng)格設置、interface創(chuàng)建、后處理等
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攪拌反應器的實例教程
攪拌器是反應釜關鍵部件之一，根據(jù)釜內(nèi)不同介質(zhì)的物理學性質(zhì)、容量、攪拌目的等選擇相應的攪拌器，對促進化學反應速度、提高生產(chǎn)效率能起到很大的作用。
掌握攪拌器的分類及適用場合有助于選擇合適的攪拌器，達到更好的反應效果，跟小編學起來吧！
反 應 釜 的 應 用
反應釜是廣泛應用于石油、化工、橡膠、農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥、食品，用來完成硫化、硝化、氫化、烴化、聚合、縮合等工藝過程的壓力容器。
反 應 釜 的 組 成
反應釜由釜體、釜蓋、夾套、攪拌器、傳動裝置、軸封裝置、支承等組成。
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反應釜的殼體
殼體由圓形筒體，上蓋、下封頭構(gòu)成。上蓋與筒體聯(lián)接有兩種方法，，一種是蓋子與筒體直接焊死構(gòu)成一個整體;另一種形式是考慮拆卸方便，可用法蘭聯(lián)接。上蓋開有人孔、手孔和工藝接管等。
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反應釜的攪拌裝置
在反應釜中，為加快反應速度、加強混合及強化傳質(zhì)或傳熱效果等，反應釜一般都裝有攪拌裝置。它由攪拌器和攪拌軸組成，用聯(lián)軸器與傳動裝置連成一體。
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反應釜的密封裝置
在反應釜中使用的密封裝置為動密封結(jié)構(gòu)，主要有填料密封和機械密封兩種。
反應釜攪拌器的分類與選型
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反應釜攪拌器的作用
使物料混和均勻，強化傳熱和傳質(zhì)，包括均相液體混合；液-液分散；氣-液分散；固-液分散；結(jié)晶；固體溶解；強化傳熱等。
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反應釜攪拌原理
攪拌器是實現(xiàn)攪拌操作的主要部件，其主要的組成部分是葉輪，它隨旋轉(zhuǎn)軸運動將機械能施加給液體，并促使液體運動。
展開 ◆ ◆ ◆
反應釜攪拌器的分類及適用場合
槳式、推進式、渦輪式和錨式攪拌器在攪拌反應設備中應用最為廣泛，據(jù)統(tǒng)計約占攪拌器總數(shù)的75～80％。
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槳式攪拌器
由槳葉、鍵、軸環(huán)、豎軸所組成。槳葉一般用扁鋼或不銹鋼或有色金屬制造。槳式攪拌器的轉(zhuǎn)速較低，一般為20～80r／min。槳式攪拌器直徑取反應釜內(nèi)徑Di/3～2/3，槳葉不宜過長，當反應釜直徑很大時采用兩個或多個槳葉。
主要應用：
槳式攪拌器適用于流動性大、粘度小的液體物料，也適用于纖維狀和結(jié)晶狀的溶解液，物料層很深時可在軸上裝置數(shù)排槳葉。折葉式比平直葉式功耗少，操作費用低，故折葉槳使用較多。
槳式攪拌器不能用于以保持氣體和以細微化為目的的氣—液分散操作中。
槳式攪拌器的轉(zhuǎn)速一般為20～100r/min ，其常用參數(shù)見下表：
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推進式攪拌器
推進式攪拌器，攪拌時能使物料在反應釜內(nèi)循環(huán)流動，所起作用以容積循環(huán)為主，剪切作用較小，上下翻騰效果良好。當需要有更大的流速時，反應釜內(nèi)設有導流筒。
標準推進式攪拌器有三瓣葉片，其螺距與槳直徑d相等。推進式攪拌器直徑約取反應釜內(nèi)徑Di的1/4～1/3，300～600r／min，攪拌器的材料常用鑄鐵和鑄鋼。
展開 攪拌器是反應釜關鍵部件之一，根據(jù)釜內(nèi)不同介質(zhì)的物理學性質(zhì)、容量、攪拌目的等選擇相應的攪拌器，對促進化學反應速度、提高生產(chǎn)效率能起到很大的作用。
掌握攪拌器的分類及適用場合有助于選擇合適的攪拌器，達到更好的反應效果！
今天，我們將介紹一款可用于分析與優(yōu)化攪拌器設計，及其針對特定流體的操作狀況的 App 。示例 App 對攪拌釜式反應器進行了建模與仿真，這種裝置常用于精細化工、制藥、食品和消費品行業(yè)的反應器。
用于優(yōu)化攪拌器設計的 App
除了上述產(chǎn)業(yè)之外，攪拌間歇式反應器還常用于實驗室規(guī)模的動力學研究以及新型合成工藝的開發(fā)。所有工藝均要求反應器內(nèi)的溶液組成與溫度達到相對均勻的狀態(tài)。這一目標是實現(xiàn)可再現(xiàn)的、統(tǒng)一的產(chǎn)品質(zhì)量的必經(jīng)之路。
通過創(chuàng)建 App，您可以提供一個用戶友好的仿真環(huán)境，允許科學家、工藝設計師和工藝工程師對容器、葉輪和操作條件如何影響攪拌效率及驅(qū)動葉輪所需的功率進行研究。我們創(chuàng)建了“攪拌器”App，希望它有助于您自己動手構(gòu)建類似的 App 。
在設計 App 時，一個挑戰(zhàn)是自動更新完全參數(shù)化幾何的幾何形狀、物理場和網(wǎng)格設置。添加完全不同的幾何對象也有難度，這取決于用戶在 App 運行時的輸入。“攪拌器”App 演示了幾何零件的使用方法，以及如何利用累積選擇實現(xiàn)模型設置的自動操作。
此外，該示例演示了如何使用COMSOL Multiphysics開發(fā) App，并利用幾何零件和累積選擇，自動為嵌入到 App 中的模型設置域和邊界。即使 App 用戶選擇生成差異極大的幾何形狀，系統(tǒng)也能夠自動創(chuàng)建這些設置。
演示 App 的外觀
下方帶注釋的用戶界面（UI）截圖顯示了 11 種可添加到模型中的葉輪（1）以及釜（2）的類型：帶與不帶擋板的碟形底、平底和錐底。之后我們將針對不同類型來設定葉輪和容器的尺寸。在Fluid Properties & Operating Conditions 欄（3）中，選擇葉輪的流體屬性和旋轉(zhuǎn)速度。Home 功能區(qū)選項卡（4）包含網(wǎng)格和計算按鈕，可生成數(shù)值模型并求解模型方程。
展開 U形管的直徑大，物料停留時間增長，可應用于反應速率較慢的反應。
5、多管并聯(lián)管式反應器
多管并聯(lián)結(jié)構(gòu)的管式反應器一般用于氣固相反應，例如氣相氯化氫和乙炔在多管并聯(lián)裝有固相催化劑的反應器中反應制氯乙烯，氣相氮和氫混合物在多管并聯(lián)裝有固相鐵催化劑的反應器中合成氨。
6、活塞流反應器
性能特點：
① 反應器的長徑比較大。
② 假設不同時刻進入反應器的物料之間不發(fā)生逆向混合（返混）。
③ 反應物沿管長方向流動，反應時間是管長的函數(shù)，其濃度隨流動方向從一個截面到另一個截面而變化。
二、釜式反應器
釜式反應器也稱槽式、鍋式反應器，它是各類反應器中結(jié)構(gòu)較為簡單且應用較廣的一種反應器。它可用來進行均相反應，也可用于以液相為主的非均相反應。如非均相液相、液固相、氣液相、氣液固相等等。
釜式反應器的結(jié)構(gòu),主要由殼體、攪拌裝置、軸封和換熱裝置四大部分組成。
? 換熱裝置：
? 攪拌裝置：
1、間歇釜
間歇釜式反應器,或稱間歇釜。操作靈活，易于適應不同操作條件和產(chǎn)品品種，適用于小批量、多品種、反應時間較長的產(chǎn)品生產(chǎn)。間歇釜的缺點是：需有裝料和卸料等輔助操作，產(chǎn)品質(zhì)量也不易穩(wěn)定。但有些反應過程，如一些發(fā)酵反應和聚合反應，實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)尚有困難，至今還采用間歇釜。
2、連續(xù)釜
連續(xù)釜式反應器,或稱連續(xù)釜
3、釜式攪拌反應器
釜式攪拌反應器有立式容器中心攪拌、偏心攪拌、傾斜攪拌，臥式容器攪拌等類型。
展開 
攪拌反應器的相關專題、標簽、搜索
攪拌反應器的最新內(nèi)容
在課程中，您將從基礎理論逐步過渡到對各種旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)（包括羅茨泵、隔膜泵、內(nèi)齒輪泵、擺線泵、攪拌罐、渦輪攪拌的生物反應器、制動盤傳熱、發(fā)動機電子冷卻以及鉆井泥漿分離器）的詳細動手建模與分析。每個模塊都結(jié)合實際工業(yè)場景，介紹特定機器或工藝的工程原理、幾何建模、網(wǎng)格劃分策略、求解器配置及仿真設置。
</p><p> · 反應流模型：可以模擬攪拌反應器中的化學反應、組分輸運。</p><p> · 傳熱與相變模型：模擬加熱、冷卻、蒸發(fā)、冷凝等過程。</p><p>5.
本案例為鈉基干法脫硫+布袋除塵器工藝，袋除塵器前設置SDS反應器，反應器采用內(nèi)外套筒式，以增加煙氣及小蘇打在管道中的混合時間；靜態(tài)混合器分螺旋葉片式：在煙道內(nèi)安裝固定螺旋葉片，強制煙氣產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流動，延長停留時間（可增加0.5~2秒），適用于中小流速（8~15m/s）。優(yōu)化參數(shù)一般為：葉片傾角（30°~60°）、葉片數(shù)量（3~6片）、重疊率（20%~40%）。擋板式：交錯布置的垂直擋板形成湍流區(qū)
本案例為某鋼鐵有限公司2×600t/d石灰雙膛窯SDS脫硫反應器，脫硫工藝采用鈉基干法脫硫+布袋除塵器方案；本次模擬主要有兩個目的：（1）由于冬季SDS反應器內(nèi)煙氣溫度較低（約70℃），需通過熱風爐將煙氣加熱至約150℃，因此，需對熱風爐后的溫度場進行模擬，并添加合適導流形式，以保證在短距離內(nèi)可實現(xiàn)溫度的均勻分布；（2）小蘇打噴槍沿煙道徑向垂直深入，為保證均勻噴射，對噴射點及后續(xù)流場進行模擬
該模型為一種檢修平臺與脫硝反應器一體結(jié)構(gòu)，根據(jù)圖紙建立如下圖1所示模型進行有限元分析計算。
模型建立與簡化
幾何整合：
需精確建模反應器殼體（通常為鋼板焊接結(jié)構(gòu)）、內(nèi)部催化劑支撐梁、檢修平臺（含踏步、欄桿、支撐框架）及連接部件（螺栓/焊縫）。
接觸關系：
定義平臺與反應器之間的接觸類型（如綁定接觸、摩擦接觸），模擬焊接或螺栓連接的真實剛度。
網(wǎng)格劃分：
關鍵詞：FLUENT，撞擊流，結(jié)構(gòu)優(yōu)化，計算流體力學，流場特性
撞擊流是強化流體微觀混合的有效方式之一，其原理是通過兩股或多股流束在同一空間點相互撞擊造成強烈湍流，撞擊流式反應器具有高效的微觀混合特性，能夠產(chǎn)生強烈的壓力波動，提高原料液分子間有效碰撞的概率，其性質(zhì)優(yōu)越，具有很大的應用潛力。對撞擊流式反應器的研究目前也相當成熟，利用數(shù)值模擬方法對撞擊流式反應器進行流場分析是常用的技術手段。
關鍵詞：FLUENT，攪拌器，VOF模型，計算流體力學，氣液攪動
機械攪拌器廣泛應用于生物化工領域，但因攪拌引起的流型產(chǎn)生復雜的氣-液流體特性，使該流體特性定量測量很難有效進行，增加攪拌器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化與放大設計的難度。使用數(shù)值模擬方法可以很好的解決以上問題。
利用FLUENT軟件對雙層三槳葉攪拌器的氣液攪動進行了數(shù)值模擬。通過精細的網(wǎng)格劃分和仿真設置，模擬了攪拌器內(nèi)部的氣液流動情況，得到了其內(nèi)部流場的速度分布
摘要：本文利用PERA SIM Mechanical結(jié)構(gòu)仿真軟件建立了反應釜攪拌裝置結(jié)構(gòu)仿真模型，從導入幾何模型開始，到劃分網(wǎng)格、賦予材料參數(shù)、施加邊界條件和載荷加載過程，進行靜力結(jié)構(gòu)分析，最終得到分析結(jié)果；通過有限元分析方法，對攪拌裝置在工作時的受力情況進行模擬和計算，確保其在設計工況下具有足夠的結(jié)構(gòu)強度；研究其應力變形分布，在保證結(jié)構(gòu)安全性的同時，防止因設計安全裕量過大而造成材料浪費，本文為反應釜的設計和選型提供了一定的參考信息
例如，在三大合成材料（合成橡膠、合成纖維、合成塑料）的生產(chǎn)中，采用攪拌設備作為反應器的，約占反應器總數(shù)的85%以上。但更大量的攪拌設備并不用于化學反應，而僅用于物料的混合、傳熱、傳質(zhì)以及制備乳液、懸浮液等。
攪拌器槳葉高速旋轉(zhuǎn)帶來的漩渦，部分樣式攪拌雖然可以通過公式估算，但更多的攪拌器需要通過仿真方式來獲得。
該案例采用STAR-CCM+2402版本軟件，通過內(nèi)置的參數(shù)化建模工具3DCAD構(gòu)建了整個模型，運用剛體運動和多相流VOF模型相互結(jié)合，通過瞬態(tài)求解的方式，獲得攪拌器漩渦的發(fā)展變化過程，為后續(xù)攪拌器設計以及參數(shù)選擇提供參考
