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1 導入幾何模型 在SpaceClaim軟件中完成攪拌釜三維建模并保存為專用的design.scdoc文件，隨后啟動ICEM新建項目，選擇導入模型時指定文件為design.scdoc，加載完成后通過取消勾選創建材料點等默認設置完成幾何體載入。該格式可直接保留建模軟件中的幾何特征，無需進行中間格式轉換，相較于傳統IGES/STEP導入方式更高效。

◆ ◆ ◆反應釜攪拌影響因素液體在設備范圍內作循環流動的途徑稱作液體的“流動模型”，簡稱“流型”。流型與攪拌效果、攪拌功率的關系十分密切。流型取決于攪拌器的形式、攪拌容器和內構件幾何特征，以及流體性質、攪拌器轉速等因素。

圖1 槳式攪拌系統實物模型3.有限元模型的建立3.1 模型建立及簡化直接導入分析的幾何模型。本次分析模型為槳式反應釜，整個模型采用實體單元進行模擬。反應釜攪拌系統主要由攪拌軸、連接套筒、槳葉組成。套筒與槳葉連接方式為焊接，因該產品焊接較為可靠，本次分析不考慮焊縫，對焊縫進行簡化，套筒與槳葉進行實體模型合并。

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，用聯軸器與傳動裝置連成一體。 3.

攪拌器旋轉時把機械能傳遞給流體，在攪拌器附近形成高湍動的充分混合區，并產生一股高速射流推動液體在攪拌容器內循環流動。◆ ◆ ◆反應釜攪拌影響因素液體在設備范圍內作循環流動的途徑稱作液體的“流動模型”，簡稱“流型”。流型與攪拌效果、攪拌功率的關系十分密切。

在攪拌釜仿真中，由于流動特性的復雜性，需要精細的網格來捕捉流動細節，但這會增加計算成本。 模型驗證和實驗數據：為了驗證CFD模型的準確性，通常需要與實驗數據進行比較。然而，獲取高質量的實驗數據可能是一項挑戰。 化學反應的模擬：在許多應用中，攪拌釜內的流體可能發生化學反應。模擬這些反應的動力學和熱效應是另一個難點。

該案例采用STAR-CCM+2402版本軟件，通過內置的參數化建模工具3DCAD構建了整個模型，運用剛體運動和多相流VOF模型相互結合，通過瞬態求解的方式，獲得攪拌器漩渦的發展變化過程，為后續攪拌器設計以及參數選擇提供參考。可以通過分析模型文件，獲得求解思路。包含兩個模型文件，其中之一為中心攪拌，另一為偏置攪拌。可以通過求解獲得歷史文件，然后生成動畫。

，評估攪拌器的混合效果，在STAR-CCM+中設置探針讀取不同位置液體的分布數據，該模型通過運動和多相流歐拉模型EMP結合模擬攪拌混合瞬態發展變化過程。

攪拌裝置a.攪拌軸彎曲時通常可用機械壓力法進行調直，攪拌軸直線度為0.10mm/m，軸徑位置直線度為0.04mm／m。b.攪拌軸與密封填料配合處磨損時需微量機加工修圓，若磨損量大于0.5mm時應堆焊后機加工，恢復圖樣尺寸。表面粗糙度0.8。c.攪拌器均勻腐蝕超過原厚度的30％時應更換。d.攪拌器局部腐蝕，裂紋，變形用焊補、整形、校正辦法修復。

反應釜攪拌類型根據不同的攪拌方式和攪拌結構可以分為多種類型。以下是一些常見的反應釜攪拌類型： 1）錨式攪拌：通過在反應釜內壁上固定錨形或刮板形的攪拌器，使反應物料在反應釜內壁上形成循環流動，從而實現攪拌效果。 2）槳葉式攪拌：通過安裝在反應釜頂部或底部的槳葉形攪拌器，使反應物料在釜內形成強烈的渦流和對流，從而實現攪拌混合效果。

使用ST軸流槳式攪拌60 rpm轉速結晶時，攪拌不好，25 分鐘之前在DMSO的上層有一層水相，導致30分鐘取樣分析時收率偏高。繼續攪拌并取樣，使用ST軸流攪拌在200 rpm轉速和SS刮壁錨式攪拌60 rpm攪拌結晶，30 min和60 min時的收率是相似的。使用ST 60 rpm攪拌(圖b)，部分晶體沉在結晶釜底部，潤洗結晶釜時有殘留。

影響攪拌釜攪拌功率的幾何因素包括：攪拌器直徑、槳葉的葉形（形狀、長度、寬度、數量）、攪拌釜直徑、物料的裝液高度、攪拌槳葉在釜內的安裝高度、擋板數量及寬度等。攪拌釜設計過程中有許多放大準則，但是針對具體的攪拌過程，究竟哪個準則比較使用卻極大的依賴于經驗。通過試驗的方法逐級放大，造成設計過程周期長、投入的人力、物力、財力大。

傳熱性能分析</p><p>&nbsp;&nbsp;· 模擬帶有夾套或內冷線圈的攪拌釜的傳熱過程，評估換熱效率，尋找強化傳熱的方法（如增加導流板、優化葉輪形式）。</p><p>8. 反應器尺度放大</p><p>&nbsp;&nbsp;· 這是攪拌行業的核心難題。在小試（Lab Scale）中通過STAR-CCM+獲得準確的流場和性能數據，建立可靠的CFD模型。

電磁攪拌說明：此模型為E型電磁攪拌結構，采用三相異步電機接法，使用三個物理場耦合計算

<p>雙攪拌也是液液混合比較常見的一種形式，STAR-CCM+可以使用運動結合重疊網格以及多相流模型，對這種應用進行比較好的仿真模擬。模型采用STAR-CCM+2402版本創建，參數化建模了槳葉容器，運行模擬文件后可以獲得歷史文件，通過歷史文件可以制作視頻，也可以通過保存場景圖片制作動畫。這里僅僅提供.sim文件，需要使用者具備STAR-CCM+操作技能，自行運行模擬文件。

攪拌軸與釜體之間間隙處的泄漏點，由于旋轉的攪拌軸與靜止的釜體（上封頭）存在相對運動，要防止介質的泄漏必須采用動密封裝置：機械密封與填料密封。填料密封：結構簡單、填料裝拆方便，但由于填料密封存在一些致命的弱點，導致它使用壽命較短，在高參數工況條件下（高溫、高壓、高轉速、高真空等條件）不適用。

</p><p>攪拌摩擦焊模擬分為兩種方式：</p><ol><li>基于產熱模型構建FSW熱源，進行熱彈塑性分析（分別使用ABAQUS和MSC.Marc）</li><li>考慮材料流動，使用ALE技術模擬FSW過程（使用ABAQUS）</li></ol><p>擬使用的FSW熱源模型為組合熱源（子程序開發），簡介如下：</p><div contenteditable="false" width="100%

在攪拌狀態下，丁酰胺-氯酸鈉混合物形成具有迅速爆燃能力的爆炸體系，開啟蒸汽加熱后，丁酰胺-氯酸鈉混合物的BAM摩擦及撞擊感度隨著釜內溫度升高而升高，在物料之間、物料與釜內附件和內壁相互撞擊、摩擦下，引起釜內的丁酰胺-氯酸鈉混合物發生化學爆炸，爆炸導致釜體解體；隨釜體解體過程沖出的高溫甲苯蒸氣，迅速與外部空氣形成爆炸性混合物并產生二次爆炸，同時引起車間現場存放的氯酸鈉、甲苯與甲醇等物料殉爆殉燃和二車間

（3）半連續釜 又稱半連續釜式反應器，指一種或多種原料一次性加入，另一種或多種原料連續加入的反應器，其特性介于間歇釜和連續釜之間。反應釜按照攪拌方式的不同又可以分為立式容器中心攪拌、偏心攪拌、傾斜攪拌，臥式容器攪拌等類型，其中以立式容器中心攪拌反應器是最為常用。