在结晶过程中,夹套式反应釜是常用的反应容器。反应釜内的流场分布作为评判混合效果的重要标准,是化工领域的一个重要研究内容。因为结晶反应釜的内部结构复杂,在反应过程中有搅拌不足,混合不均匀和搅拌死区等明显缺点。使用传统的实验方法很难得到较好的结果,而且耗时耗力,所以有待于发展先进的计算流体力学方法来克服这些缺陷。在结晶反应釜中通常使用搅拌桨得到均匀分布的流场,以保证物料充分混合和反应。本文采用计算流体力学(CFD)的方法对1L结晶搅拌反应釜进行流场分析,利用一种CFD软件—FLUENT模拟分析单层涡轮式搅拌桨对搅拌釜内流场分布的影响。使用标准k-?湍流模型对搅拌水溶液的单相流场进行三维仿真模拟,仿真结果表明模拟流场与实际流场分布相符,可以看出对1L结晶反应釜的中下部能达到混合均匀,然而反应釜的中上部流场分布不均匀。为此,提出采用两层搅拌桨的方式解决反应釜上下速度不均匀的问题,仿真结果表明两层搅拌桨所产生的上下两个流场能够较好地连接起来,搅拌效果明显优于传统的单浆方式。但是无论使用单层搅拌桨还是双层搅拌桨,在反应釜的底部都会形成一个“搅拌死区”。为了解决此问题,本文采用安装挡板的设计方法来消除反应釜底部的“搅拌死区”。首先对1L结晶反应釜安装了4个竖直挡板,通过仿真结果发现安装竖直挡板后并不能改善反应釜的底部搅拌桨下方存在“搅拌死区”,同时还会在靠近反应釜壁的位置形成另外的“搅拌死区”。然后,对1L结晶反应釜安装了4个底挡板,仿真表明,与没有安装挡板的反应釜相比,安装底挡板反应釜底部不存在“搅拌死区”,反应釜底部的流体的流速得到了明显的提升,反应釜底部中心部位形成比较明显的螺旋向上轴向流。搅拌桨下部区域中心位置的轴向速度比其他部位大。此时上层搅拌桨与下层搅拌桨之间形成一个循环,下层搅拌桨底部形成一个循环。反应釜整体的流场流速分布均匀。