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基于流-固耦合理论的搅拌反应器机械特性
  • ISSN号:1671-3559
  • 期刊名称:《济南大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TH113.2[机械工程—机械设计及理论] TQ052.4[化学工程]
  • 作者机构:山东科技大学机械电子工程学院,山东青岛266590
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51375282); 山东省自然科学基金项目(2014ZRB01863)
中文摘要:

采用欧拉模型与k-ε湍流模型,利用ANSYS软件中的Fluent模块分析反应器内部的流体特性,计算搅拌器的驱动扭矩与功率;应用流-固耦合理论,利用Static Structural模块计算搅拌轴及桨的应力与挠度。结果表明:单跨与悬臂约束方式的搅拌器内部流体特性一致,采用2种约束方式的搅拌轴及桨的应力最大值点位置相同,均在上层六直叶圆盘涡轮的桨叶与圆盘连接处,其中单跨、悬臂约束方式的搅拌轴及桨的最大应力值分别为22.37、26.44 MPa;采用单跨约束的主轴、搅拌桨应力最大值分别为悬臂约束的62%、84.6%;采用单跨约束的搅拌轴及桨的挠度最大值点在上层桨桨叶末梢,悬臂约束的在下层桨桨叶的末梢,其中单跨约束的搅拌轴及桨的变形量最大值为0.45 mm,悬臂约束的为1.67 mm;采用单跨约束的主轴、搅拌桨变形分别为悬臂约束的10.7%、26.9%。

英文摘要:

By using Euler model and k-ε turbulence model, the characteristics of the fluid in the reactor was analyzed by ANSYS module in Fluent software, and the drive torque and power of agitator were calculated. Based on the fluid-struc- ture interaction theory, the stress and deflection of stirring shaft and propeller were calculated using the Static Structural module. The results show that the internal flow characteristics in agitator with single span and cantilever constrained ways. The maximum stress positions in the stirring shaft and propeller with two types of constraints are the same. The po- sitions are all at the joint of top six-straight-blade disc turbine blade and disc. The maximum stress of stirring shaft amt propeller with single span and cantilever constrained ways are 22.37, 26.44 MPa respectively. The maximum stresses of main shaft and stirring propeller with single span constrained way are 62% and 84.6% respectively of those with cantile- ver constrainted way. The deflection maximum point of stirring shaft and propeller with single span constrained way is at the upper propeller blade tip, and that with cantilever constrained way is at the lower tip of propeller blade. The maximum deformations of the stirring shaft and propeller with single span and cantilever constrained ways are 0.45, 1,67 mm respectively. The deformations of main shaft and stirring propeller with single span constrained way are 10.7% and 26.9% respectively of those with cantilever constrainted way.

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期刊信息
  • 《济南大学学报:自然科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:山东省教育厅
  • 主办单位:济南大学
  • 主编:杜斌
  • 地址:济南市南辛庄西路336号
  • 邮编:250022
  • 邮箱:sdjc@ujn.edu.cn
  • 电话:0531-82765454
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-3559
  • 国内统一刊号:ISSN:37-1378/N
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 2006、2010年获中国高校优秀科技期刊奖,2004、2009年获全国高校科技期刊优秀编辑出版质量奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:4142