指 导 老师 ： 艳 阳 ， ， 吴 男 教授 ， 士 ， 士 研 究 生 指 导 老 师 ． 究 方 向 ： 力 容 器 及 管 道 无 损 检 测 、 车 冲压 件 焊 接 变 形 博 硕 研 压 汽
控 制 、 及 车 焊 装 生 产 线 焊 接夹 具 优 化 设 计 ， 构 力 学 等 ． 以 结 ．
内的混 合性 能和桨 叶受力 的工况．
Ｅｐ ｒ ｌｅｉ 出［ ， ｎ提 ２ 其基本思想 是使 两股相 向流 动的流 ］
体产生撞击 ， 从而促进反应 和混合 的作 用． 击流技 撞 术应用广泛 ， 用该技 术可进行脱硫实验 ， 优点在 利 其 于： 结构 简单 、 操作 方便 ， 费用较低＿ ， ３ 可为沉 淀反应 ］
第 ３ ３卷 第 ５期 ２１ ０ １年 Ｏ ５月
武
汉
工
程
大
学
学
报
Ｖ ｏ１３３ Ｎｏ． ． ５
Ｍ ａｙ ２ １ ０１
Ｊ ． Ｗ ｕ ａ Ｉ ｓ ． Ｔｅ ｈ ｈｎ ｎｔ ｃ．
文 章 编 号 ： ６ ４—２ ６ （ ０ １ ０ １７ ８ ９ ２ １ ） ５—０ ７ ０ ８—０ ４
作者 简 介 ： 张
总高 为 ６ ｍ， 径 为 ４ ｍ， 流 简 高 度 为 ０ｃ 外 ０ｅ 导 １ ｍ， 下导 流 筒 和 上 下 桨 叶距 反 应 器 的顶 部 、 ５ｃ 上
涛 （ ９ ７一 ， ， 北 天 门人 ， 士研 究 生 ． 究 方 向 ： 工 过 程 机 械 ． １８ ）男 湖 硕 研 化
注： １为外 壳 ； 导 流简 ｝ 桨 叶 ；Ｚ为 撞 击 区 ２为 ３为 Ｉ
该 反 应 器 立 式 设 计 ， 下 分 别 对 称 的 安 装 两 上
固定条 件 ： 值 模 拟 的反 应 器 采 用 三 叶斜 桨 数
式 ， 桨 叶 的 优 点 在 于 ： 能 耗 和 强 循 环 ． 应 器 三 低 反
导 流筒 ， 旋转 桨 叶置 于导 流 筒 内 ， 动 工质 沿 导 其 推 流筒 相 向撞 击 ， 中 间径 向面 上 形 成 高 度 的湍 动 在
撞 击 区 域 ， Ｉ （ｍｐｎ ｅ ｎ ｏ ｅ 区 域 ， 区 域 即 Ｚ ｉ ｉｇ ｍｅ ｔ ｎ ） ｚ 该
收 稿 日期 ：０ ０一ｌ 一 ５ ２１ １ Ｏ 基金项 目： 国家 自然 科 学 基 金 ５ ９ ６６ ０００５
建模 ： 以反 应 器 模 型 建 立 的 坐标 系 如 图 ２所 示， 反应器 底面 中 心为 Ｏ点 ， ｚ轴 与 导流 筒 的所在 轴线 重合 ， —Ｙ平 面为撞 击 面 ， 和 —ｚ平 面 ｚ—
为垂 直面． 了得 到更 加 准确 的模 拟 结果 ， 导流 为 对
筒 内在 区域 的 网格 进行加 密处理 ．
立 式撞 击 流反 应 器 中桨 叶优 化 设 计
张 涛， 艳阳， 清， 良 吴 杨 李
（ 汉 ＿ 程 大 学机 电 工程 学 院 ， 北 武 汉 ４ ０ ７ ） 武 Ｔ － 湖 ３ ０ ４
摘 要 ： 探 讨 倾 斜 角 对 立式 循 环撞 击 流反 应 器 （ Ｉ Ｒ 混 合 性 能 和 桨 叶受 力 的影 响 规 律 ， 用 数 值 方 法 分 为 ＶＣ Ｓ ） 采
依据．
关 键 词 ： 式 撞 击 流 反 应 器 ； 斜 角 ； 合性 能 立 倾 混 中图 分 类 号 ： Ｑ０ Ｔ ５ 文献标识码 ： Ａ ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ １ ７ —８ ９ ２ １ ． ５ ０ １ ｏ： ０ ３ ６ ／ ｓ ． ６ ４２ ６ ． ０ １ ０ ． ２ ． ｓ
别 模 拟 了 四种 倾 斜 角 下 对 反 应 器 内 流 速 和 桨 叶 受 力 情 况 ， 展 开 了 对 比分 析 ， 桨 叶 倾 斜 角 分 别 设 置 为 并 将
１。３。４ 。６ 。结 果 表 明 ， ５、０、５ 、Ｏ． 当 ＝４ 。 ， ５时 反应 器 内 的混 合 性 能 最 佳 ； 质 的 循 环 能 力 最 强 ； 下 桨 叶 受 到 的 合 工 上 力 最 小 ； 叶绕 Ｚ轴 旋 转 的合 力 矩 最 小 ， 结 果 为 立 式 撞 击 流反 应 器 的桨 叶 的 倾 斜 角 优 化 设 计 提 供理 论参 考 桨 该
图 １ ＶＣＩ Ｒ 结 构 衙 圈 Ｓ
Ｆｉ １ Ｓ ｈｅ ａ ｉ ｉｇｒ ｍ ｇ． ｃ ｍ ｔｃ ｄ ａ ａ ｏｆＶＣＩ ＳＲ
图 ２ ＶＣＩ Ｒ 几 何 模 型 Ｓ
Ｆｉ Ｇｅ ｍ ｅ ｒｃｍ ｏｄ ｌｏｆｔ ｅ Ｖ ＣＩ Ｒ ｇ．２ ｏ ｔ ｉ ｅ ｈ Ｓ
１ 计 算 模 型
１ １ 几 何 条 件 ．
制备超细粉体 提供 适宜 环境 ． 式循 环撞 击流 反 ］立
应 器 （ ｅｔａ Ｃｒｕ ｔ ｅ ｍｐ ｇｎ ｔ ａ Ｒ ａｔｒ Ｖ ｒｃｌ ｉ ｌ ｉ ｉ ｉｇＳｒ ｍ ｅｃ ， ｉ ｃ ａｖ Ｉ ｎ ｅ ｏ 简 称 ＶＣＳ ） ］ 构 示 意 图如 图 １ 示 ． ＩＲ ［ 结 所
第 ５期
张
涛 ， ： 式 撞 击 流 反 应 器 中桨 叶优 化 设 计 等 立
底 部 分 别 为 １ ｍ、 ５ ｃ ， 应 器 壳 体 长 径 比 ０ ｃ １ ｍ 反
Ｈ
一
均在 ２ ℃等 温条件 下 进行 ， 质为 蒸馏 水． ０ 工
１ ５ 桨 直 径 与 反 应 器 直 径 比 一 。 ５ 桨 宽 ．， ．３ ，
０ 引 言
撞击 流 作 为 一 种 新 颖 的 技 术 方 法＿ ， 先 由 １首 ］
内的工质 混合强 烈． 中桨 叶是 影 响 Ｉ 其 Ｚ区域 特征
行 为 的重 要 因 素 之一 ， 叶倾 斜 角 的不 同 引起 反 桨 应器 内的混合 效 果 存 在 差 异． 文 模 拟 和研 究 了 本 四种 桨叶 的倾斜 角 下 （ ５ 、０ 、５ 、 ０） １ 。３ 。４ 。 ６ 。对反 应 器
２ 数 值 模 拟 结 果