带稳定翼四斜叶-Rushton组合桨搅拌釜内传热性能

基于计算流体力学(CFD)模拟与传热实验相结合的方法,对带稳定翼四斜叶-Rushton组合桨在内加热盘管搅拌釜的传热性能进行研究,获得搅拌釜内的流场分布、温度分布、温度边界层和盘管外侧的努塞尔数.研究表明,实验与数值模拟的温度误差在4K以内.搅拌釜内高温区位于盘管处循环大涡流区,釜内最大温差保持在3K以内.稳定翼可提高流体轴向循环性能,能够使搅拌釜内温度分布更加均匀.内盘管外侧XZ平面和YZ平面的平均温度边界层厚度分别为3.01mm和2.70mm.通过实验与数值模拟方法得到不同因素对内盘管外侧努塞尔数的影响,其顺序为:搅拌介质黏度>搅拌转速>桨叶间距>离底距离,实验与模拟的努塞尔数最大误差为14.56%,最小误差为4.23%,实验结果很好地验证了数值模拟的可行性.研究结果可为带稳定翼四斜叶-Rushton组合桨应用于实际工业中提供参考.