1、精選優質文檔-傾情為你奉上攪拌槳底部十字擋板的流場分析攪拌設備在各個行業運用的十分廣泛，攪拌就是為了更夠更快速更高效的將物質與介質充分混合，發生充分的反應，而攪拌中存在著許多不利于混合的情況，比如液體旋流。為了解決這個問題，之前很多人提出在罐體的側壁上增加擋板，可以抵消大部分旋流，然后大部分都是研究側擋板的，對于底部擋板的研究十分少，本文就在橢圓底部擋板增加十字型擋板，對罐體中進行流場分析。1Gambit建模首先用Gambit建模圖形如下：圖1：Gambit建立的模型分為兩個區域，里面的圓柱為動區域，外面包著的大圓柱設為靜區域，靜區域劃分網格大，劃分粗糙，內部動區域劃分網格小，劃分精細。邊界條

2、件主要設置了軸，攪拌槳，底部擋板，上層液面。以下就是fluent進行數值模擬。2.fluent數值模擬2.1導入case文件2.2對網格進行檢查Minimum volume的數值大于0即可。圖2網格檢查2.3調節比例單位選擇mm單位。圖3比例調節2.4定義求解器參數設置如圖4所示圖4設置求解器參數2.5設置能量線圖5能量線2.6設置粘度模型，選擇k-e模型k-e模型對該模型模擬十分實用。圖6粘度模型2.7定義材料介質選擇液體水。圖7介質選擇2.8定義操作條件由于存在著終于，建模時的方向向上，所以在Z軸增加一個重力加速度。圖8操作條件2.9定義邊界條件在邊界設置重，動區域如圖所示，將材料設成水，

3、motion type設成moving reference frame（相對滑動），轉速設為10rad/s，單位可在Define中的set unit中的angular-velocity設置。而在在軸的設置中，如上圖所示，將wall motion設成moving wall，motion設成Absolute，速度設成-10，由于軸跟動區域速度是相對的，所以設成反的。圖9動區域邊界條件圖10軸邊界條件2.10設置求解器求解器的設置如圖11需將momentum改成0.5即可圖11求解器2.11初值初始化在Slove中選擇solution initialiation設置一下，初值全為0.2.12設置殘留

4、控制將plot點上，其他參數如圖12所示。圖12殘留控制2.14遞代計算選擇遞代2000次，進行遞代計算。3.結果通過fluent的數值模擬，得出以下的結論。圖13-a 底部加“十字形”擋板時距釜底中心20 mm處橫截面速度矢量圖圖13-b 底部加“十字形”擋板時距釜底中心20 mm處橫截面速度云圖底部加“十字形”擋板時，從圖13-a和13-b可以看出，靠近反應釜底部的流體會產生由外向內的徑向流動，此時在攪拌釜的底部形成了伯格斯4(Burgers)渦流，在擋板和反應釜底部中心的間距的徑向上，靠近擋板一側的流體的速度達到最大，在反應釜底部中心處流體的速度較大。Fluent是目前國際上比較流行的商

5、用CFD軟件包，在美國的市場占有率為60%，凡是和流體、熱傳遞和化學反應等有關的工業均可使用。它具有豐富的物理模型、先進的數值方法和強大的前后處理功能，在航空航天、汽車設計、石油天然氣和渦輪機設計等方面都有著廣泛的應用。CFD商業軟件FLUENT，是通用CFD軟件包，用來模擬從不可壓縮到高度可壓縮范圍內的復雜流動。由于采用了多種求解方法和多重網格加速收斂技術，因而FLUENT能達到最佳的收斂速度和求解精度。靈活的非結構化網格和基于解的自適應網格技術及成熟的物理模型，使FLUENT在轉換與湍流、傳熱與相變、化學反應與燃燒、多相流、旋轉機械、動/變形網格、噪聲、材料加工、燃料電池等方面有廣泛應用。

6、目前與FLUENT配合最好的標準網格軟件是ICEM，而不是早已過時的GAMBIT。FLUENT軟件包含三種算法：非耦合隱式算法、耦合顯式算法、耦合隱式算法，是商用軟件中最多的；FLUENT軟件包含豐富而先進的物理模型，使得用戶能夠精確地模擬無粘流、層流、湍流。湍流模型包含Spalart-Allmaras模型、k-模型組、k-模型組、雷諾應力模型(RSM)組、大渦模擬模型(LES)組以及最新的分離渦模擬(DES)和V2F模型等。另外用戶還可以定制或添加自己的湍流模型；適用于牛頓流體、非牛頓流體；含有強制/自然/混合對流的熱傳導，固體/流體的熱傳導、輻射；化學組份的混合/反應；自由表面流模型，歐拉

7、多相流模型，混合多相流模型，顆粒相模型，空穴兩相流模型，濕蒸汽模型；融化溶化/凝固；蒸發/冷凝相變模型；離散相的拉格朗日跟蹤計算；非均質滲透性、慣性阻抗、固體熱傳導，多孔介質模型（考慮多孔介質壓力突變）；風扇，散熱器，以熱交換器為對象的集中參數模型；慣性或非慣性坐標系，復數基準坐標系及滑移網格；動靜翼相互作用模型化后的接續界面；基于精細流場解算的預測流體噪聲的聲學模型；質量、動量、熱、化學組份的體積源項；豐富的物性參數的數據庫；磁流體模塊主要模擬電磁場和導電流體之間的相互作用問題；連續纖維模塊主要模擬纖維和氣體流動之間的動量、質量以及熱的交換問題；高效率的并行計算功能，提供多種自動/手動分區算

8、法；內置MPI并行機制大幅度提高并行效率。另外，FLUENT特有動態負載平衡功能，確保全局高效并行計算；FLUENT軟件提供了友好的用戶界面，并為用戶提供了二次開發接口（UDF）；FLUENT軟件采用C/C+語言編寫，從而大大提高了對計算機內存的利用率。在CFD軟件中，Fluent軟件是目前國內外使用最多、最流行的商業軟件之一。Fluent的軟件設計基于CFD計算機軟件群的概念,針對每一種流動的物理問題的特點，采用適合于它的數值解法在計算速度、穩定性和精度等各方面達到最佳。由于囊括了Fluent Dynamical International比利時PolyFlow和Fluent Dynamic

9、al International(FDI)的全部技術力量(前者是公認的在黏彈性和聚合物流動模擬方面占領先地位的公司,后者是基于有限元方法CFD軟件方面領先的公司 ),因此Fluent具有以上軟件的許多優點。FLUENT系列軟件包括通用的CFD軟件FLUENT、POLY­FLOW、FIDAP，工程設計軟件FloWizard、FLUENT for CATIAV5，TGrid、G/Turbo，CFD教學軟件FlowLab，面向特定專業應用的ICEPAK、AIRPAK、MIXSIM軟件等。FLUENT軟件包含基于壓力的分離求解器、基于壓力的耦合求解器、基于密度的隱式求解器、基于密度的顯式求解器

10、，多求解器技術使FLUENT軟件可以用來模擬從不可壓縮到高超音速范圍內的各種復雜流場。FLUENT軟件包含非常豐富、經過工程確認的物理模型，可以模擬高超音速流場、轉捩、傳熱與相變、化學反應與燃燒、多相流、旋轉機械、動/變形網格、噪聲、材料加工等復雜機理的流動問題。FLUENT軟件的動網格技術處于絕對領先地位，并且包含了專門針對多體分離問題的六自由度模型，以及針對發動機的兩維半動網格模型。POLYFLOW是基于有限元法的CFD軟件，專用于粘彈性材料的層流流動模擬。它適用于塑料、樹脂等高分子材料的擠出成型、吹塑成型、拉絲、層流混合、涂層過程中的流動及傳熱和化學反應問題。FloWizard是高度自動化的流動模擬工具，它允許用戶進行設計及在產品開發的早期階段迅速而準確地驗證設計。它引導用戶從頭至尾地完成模擬過程，使模擬過程變得非常容易。FLUENT for CATIAV5是專門為CATIA用戶定制的CFD軟件，將FLUENT完全集成在CATIAV5內部，用戶就像使用CATIA其他分析環境一樣使用FLUENT軟件。G/Turbo是專業的葉輪機械網格生成軟件。AIRPAK是面向HVAC工程師的CFD軟件，并依照ISO7