利用涡流技术实现干法变性淀粉工艺中混合操作的研究及数值模拟

来源 :中国农业机械化科学研究院 | 被引量 : 3次 | 上传用户:sdfsdfsdfasdf
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目前,混合操作是变性淀粉干法生产工艺中的一个重要的制约因素,而涡流技术的提出为干法生产变性淀粉工艺注入了新的生机。本文对涡流混合器应用于干法变性淀粉加工工艺中混合操作进行了一系列研究。随着计算流体力学的发展和计算机水平的不断提高,CFD(computational Fluid Dynamics)技术为研究搅拌混合提供了一条科学的途径。混合率是混合设备设计的重要参数,也是衡量涡流混合效果的重要标志。国内外采用计算流体力学(CFD)对混合率进行理论研究的文献相对较少。影响涡流混合器混合效果的因素主要有叶片安装角度,叶片安装密度和旋转轴的旋转速度。本文将CFD软件FLUENT6.1与通用数学分析软件SAS9.0联用,选用多重参考系法(MRF)及RNG k—ε模型,对涡流混合器中不同的叶片安装角度,叶片安装密度和旋转轴的旋转速度,对内部流场如速度场,浓度场以及混合率等混合过程的重要参数进行了23组三因素五水平正交旋转模拟试验,并用SAS9.0对结果进行数学分析,得到各因素对混合率的拟和曲线以及对涡流混合器的优化设计方案。模拟试验显示:混合率的模拟值与试验结果吻合良好,并得到最优化的参数为:叶片安装角度为22.5°;叶片安装密度(个数)51个,旋转轴的旋转速度在1313.6转/分。最后将优化的参数,对涡流混合器进行模拟验证试验,混合率达到99%以上,完全能符合干法变性淀粉混合工艺的要求。 本文的研究结果对将来涡流混合器的优化具有一定的参考意义。随着计算机的快速发展,CFD理论的日趋成熟,该研究思路对未知设备或者新型流体设备的研究和开发提供了新的思路和方法。
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