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    更新时间:2025-05-16   浏览数:610
    所属行业:机械 化工设备配件
    发货地址:山东省淄博张店区傅家镇  
    产品数量:0.00套
    价格:¥6240.00 元/套 起
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    用途范围 机械 环保 石油 化工 造纸 食品 冶金 农业 布局形式 中心立式 电机功率0.55kw-355kw 作业方式 连续式作业 物料类型 液-固-气 装置方式 固定式 搅拌方式 强制式搅拌 轴径 25-500mm 每次处理量范围 50L-50000L 标准 化工部标准 回转直径500mm-5000mm

    搅拌槽内流固耦合简介

    近十几年来,随着搅拌设备的日趋大型化,对搅拌结构可靠性和经济性的要求越来越高。然而搅拌结构失效甚至断裂破坏现象频繁发生,造成巨大的经济损失

    Weetman和Gigas 69]列举了搅拌槽内五种典型事故案例:①提高通气量造成搅拌轴上弯矩载荷提高,导致搅拌轴失效;②搅拌桨侧向附近进料,造成搅拌轴弯矩比设计值大一倍,导致搅拌轴的失效;③气液搅拌槽气体分布器附近流体压力不稳定,气速高频周期性波动,引起搅拌桨上压力高频波动;4整个搅拌结构的固有频率接近叶片通过频率,发生了流固耦合共振;⑤搅拌桨轴固有频率接近于叶片通过频率,造成搅拌桨**体作用力不对称。这些事故都是搅拌槽内流固耦合作用导致的。

     

    搅拌器运转过程中体现了流体与搅拌结构的相互作用,是流固耦合的典型代表。流固隅合起始于搅拌桨的旋动,搅拌桨从电动机获得能量,并在桨叶与流体接触的界面上将能量传递给流体,使得流体在槽内流动;同时流体对搅拌桨轴、挡板等结构施加反作用力,使其发生变形,进一步扰动周围流体,形成大范围流体与结构的耦合现象。

    搅拌槽内流固耦合相当复杂,搅拌结构受到流体作用力、输入扭矩、离心力、重力、轴承反力、剪应力、弯矩等作用,各种激励扰动使得转子发生偏转,处于一种涡动状态。当搅拌轴发生较大弯曲变形时还会出现陀螺力矩,使得搅拌结构呈现复杂的转子动力学特性。

    搅拌结构的各种失效不仅仅关乎其材料特性,而且与作用在其上的波动载荷有关,波动载荷与搅拌槽内流固耦合特性密不可分。如富国强等7和Shi等1实验研究了搅拌轴悬臂处弯矩特性,显示叶片通过频率接近桨轴结构固有频率时发生流固耦合共振,转速频率接近桨轴共振频率时发生结构自激共振,两种共振发生时搅拌轴弯矩幅值出现较大峰值。

    此外两种共振发生时搅拌桨的径向流体力系数也出现峰值(2.73]。在搅拌结构的机械设计中,过低估计该波动载荷会导致搅拌轴的疲劳寿命过短,然而过高估计该波动载荷会使搅拌设备整体尺寸庞大,特别是设备大型化后,设备经济性变得较差。因此,对于搅拌槽内流固耦合的研究具有重要意义。

    通过大量实验研究和数值模拟对搅拌槽内流固耦合进行深入研究,可以探索流固耦合作用下搅拌系统的结构行为和流体行为,揭示流体与结构相互作用的机理和本质,获得搅拌系统的关键数据,如搅拌系统的临界转速、搅拌结构所受载荷(如搅拌轴悬臂端力矩、搅拌桨和搅拌轴的位移等,进而为工业搅拌反应器的操作提供理论基础或经验数据,叶流体载荷) 刚度分析、疲劳分析和密封性能分析提供参考,促进搅拌事业的进一步发展。


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    相关tag: 锚式搪玻璃搅拌器
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