專業(yè)實驗6-多相流流動特性冷模實驗-講義

1、實驗六 多相流流動特性冷模實驗（Version 2015）1、教學(xué)目的與要求： 在化工過程及有關(guān)工業(yè)生產(chǎn)中，多相混合工藝占有很重要的地位，而其中最常用的混合 設(shè)備是固 -液體系攪拌槽。固-液體系攪拌槽在采礦、食品、石油化工、造紙、能源工業(yè)、城市及工業(yè)廢水處理中 的得到了極為廣泛的應(yīng)用。固液懸浮技術(shù)研究的重點是如何以最小的能耗獲得所需要的懸浮效果。 衡量一個攪拌槳 懸浮效果好壞的最主要判據(jù)是：使固體粒子離底懸浮的最低攪拌功率Pjs。本試驗的重點是測量使固體粒子離底懸浮的最低攪拌轉(zhuǎn)速Njs，通過計算得出攪拌功率Pjs。實驗?zāi)康模簻y定攪拌槳安裝高度變化對懸浮效果的影響。2. 基本原理：離底懸浮的最低

2、攪拌轉(zhuǎn)速 Njs 定義為：使固體粒子在攪拌槽底靜止時間小于 2 秒時所需 的攪拌轉(zhuǎn)速。在一定范圍內(nèi)，攪拌槳安裝高度對固 -液懸浮效果有明顯的影響，安裝位置越高， Njs 越大。輸入功率定義為攪拌槳提供給流體的實際功率。3. 實驗裝置：本實驗裝置簡圖如圖 1 所示：如簡圖中所示：電機及皮帶減速裝置（ 4）的轉(zhuǎn)速由調(diào)頻器（ 3）來控制。 本實驗裝置電機轉(zhuǎn)速： 1400rpm，功率： 0.75kW，減速機速比： i=2.41； 攪拌軸最高允許攪拌轉(zhuǎn)速： 373rpm?！緦?yīng)的電機轉(zhuǎn)速 Nmotor=900rpm】 空轉(zhuǎn)攪拌轉(zhuǎn)速不允許超過 20rpm，且空轉(zhuǎn)時間不允許超過 20 秒。word 文檔 可

3、自由復(fù)制編輯圖 1 攪拌實驗裝置流程圖1反光鏡2轉(zhuǎn)速計（備用） 3調(diào)頻器4電機及皮帶減速裝置5攪拌軸6攪拌槽7擋板8攪拌槳實驗條件：液相： 自來水； 攪拌槽直徑 T=0.28m， CBY 槳直徑 D=0.096m。液位高度： 0.28m。 固相：樹脂。4. 實驗方法：（1）攪拌轉(zhuǎn)速的測定：本實驗攪拌轉(zhuǎn)速通過讀取變頻器顯示面板上的電機轉(zhuǎn)速 Nmotor 除以減速機速比 i 得到。N=Nmotor/2.41 （rpm）離底懸浮最低攪拌轉(zhuǎn)速 Njs 的測定：Njs 的測定采用觀察法。通常在較高的攪拌轉(zhuǎn)速下，固體顆粒不會沉淀在攪拌槽底部。隨 著攪拌轉(zhuǎn)速的降低， 會有部分固體顆粒沉淀在攪拌槽底部不同區(qū)域

4、。而且在某個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)沉 淀在不同區(qū)域的固體顆粒會在不同時間內(nèi)重新懸浮起來。調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)速由高向低 ，通過反光鏡觀察固體粒子在攪拌槽底部的沉淀區(qū)域及沉淀時間。 當(dāng)沉淀在槽底的固體粒子， 沉淀時間最 長的固體顆粒重新懸浮起來的時間小于 2 秒對應(yīng)的攪拌轉(zhuǎn)速就是離底懸浮最低攪拌轉(zhuǎn)速 Njs。 相同條件下需重復(fù)一次，取兩次數(shù)平均為最終的離底懸浮最低攪拌轉(zhuǎn)速 Njs。（2）離底懸浮最低攪拌功率計算離底懸浮最低攪拌功率 Pjs：35Pjs=NpNjs3D5 Wword 文檔 可自由復(fù)制編輯 式中， Np功率準數(shù)， 液體密度 kg/m 3 ，Njs 攪拌轉(zhuǎn)速 1/s ，D攪拌槳直徑 m，不 同攪拌槳的相關(guān)數(shù)

5、據(jù)見下表 1。表 1攪拌槳的相關(guān)數(shù)據(jù)Np（有擋板）三葉 CBY0.275. 數(shù)據(jù)處理：1）攪拌槳安裝高度（變化 4 個）對 Njs 的影響 （液位： 0.28m，槳直徑： 0.096m，攪拌槳 輪轂高度： 0.025m）CBY攪拌槳 安裝高度 C m離底懸浮 最低攪拌功率Pjs W離底懸浮 最低攪拌轉(zhuǎn)速Njs rpm C/T=0.1 (0.028m)C/T=0.2 (0.056m)C/T=0.3 (0.084m)C/T=0.4 (0.112m)C/T=0.5 (0.14m)注：實驗過程中繪制不同安裝高度時，沉降顆粒在攪拌槽底的大概位置6思考題：（1）攪拌槳安裝高度對 Njs 有何影響？7注意事項：（1）攪拌實驗裝置是旋轉(zhuǎn)設(shè)備，實驗過程中嚴禁接觸旋轉(zhuǎn)部件，如電機、減速機、攪拌軸及 攪拌槳。長頭發(fā)的同學(xué)必須將頭發(fā)盤起。（2）本實驗裝置的攪拌最高允許攪拌轉(zhuǎn)速： 373rpm【對應(yīng)的電機轉(zhuǎn)速 Nmotor=900rp