搅拌槽内圆柱颗粒临界悬浮的实验研究

发布时间：2025-05-15 03:34

　　近年来厌氧发酵技术作为一项能够直接利用生物质资源的技术受到了广泛的关注。发酵原料的形状通常是不规则的非球形,其在厌氧发酵反应器中通过搅拌作用形成固-液悬浮液,能够有效地促进发酵的进行。除此之外,固-液悬浮在自然界以及各种工业过程中都扮演着重要的角色。现有的关于固-液悬浮的研究主要集中于固体颗粒的宏观运动,也有部分学者对单个球形颗粒的悬浮进行了研究,但是研究非球形颗粒的运动是很少见的,对于其悬浮特性的研究更为匮乏。本论文研究了在由圆盘桨驱动的方形搅拌槽内,层流条件下单个圆柱颗粒的临界悬浮特性。基于所用实验装置和方法,定义了方位角α和仰角β来定量描述圆柱颗粒的方向。实验使用两台高速相机分别从侧面和底面同时对圆柱颗粒的运动进行了捕获,并借助MATLAB软件对采集图像进行处理,获得了包括颗粒运动轨迹、运动速度、方向等信息。实验结果表明圆柱颗粒的临界悬浮转速NLO与其直径和长径比有关,直径或长径比较大的圆柱颗粒在流场中会受到更大的悬浮动力。表示颗粒所受到的粘性力与净重力比值的粘性Shields数,可被认为是圆柱颗粒悬浮的关键控制参数。对圆柱颗粒运动特性的研究发现最初位于搅拌槽底中心处的颗粒在流场作...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１主体流动和湍流旋涡对槽底单个颗粒的影响：（ａ）颗粒受力示意图；（ｂ）无湍流的主体流??动；（ｃ）无主体流动的湍流旋涡??

?第一章绪论???＾Ａ：、—??＼?＼?＼＼?＼、、＼?＼＼?＼?＾??＂Ｆ。?ＦＬ－?＋?＼ＮＮＮ?＼?ＮＮ?Ｎ?ＮＮ?＇ｋ?ＸＷ?＼Ｎ?＼?Ｎ＼?ＮＮＮ＼??（ａ）?（ｂ）?（ｃ）??图１－１主体流动和湍流旋涡对槽底单个颗粒的影响：（ａ）颗粒受力示意图；（ｂ）无湍流的主体流?....

图１－３椭球体颗粒的示意图??

?北京化工大学硕士研宄生学位论文???许多的学者在非球形颗粒进行研宄时，将其与球形颗粒的研宄进行了关联和类比，??提出了多种表征颗粒形状和反映颗粒偏离球形程度的参数。在推导非球形颗粒的曳力??关联式时，Ｌｏｔｈ［３３Ｉ定义了形状规则的非球形颗粒的长径比￡为：??Ｅ＝ｄ／／／ｄ±?....

图１－４纤维柱状颗粒的方向由其长轴与水平面的夹角表示??．－ｎｎｅｅｗｅｅｎｅｆｉｅｒ＇ｓｌｏｎａｘｉｓ?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｌａｎｅ．??

，当沉降圆管的直径较大时颗粒长??径比的增大也会使得其方向改变从而获得更大的沉降速度。??Ｆａｎ等分别在层流［４１］和湍流［４２］工况下对纤维细长颗粒的固－液悬浮进行了实验研??宄，其使用ＤＰＩＶ?（数字粒子图像测速）技术获得了由Ｒｕｓｈｔｏｎ桨搅拌的圆筒中的速度??场信息与颗粒....

图２－１搅拌系统尺寸及坐标系示意图??Ｆｉｇ．?２－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｇｅｏｍｅｔｒｙ?ｏｆ?ｓｔｉｒｒｅｄ?ｔａｎｋ?ａｎｄ?ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ?ｓｙｓｔｅｍ．??－

?第二章实验装置与技术???第二章实验装置与技术??本章主要介绍对方形搅拌槽内单个圆柱颗粒的临界悬浮过程进行研宄所使用的??实验设备和所采用的实验技术。??２．１实验装置和体系??２．１．１实验装置??实验装置主要由以下三部分组成：（１）高精度可控转速搅拌装置；（２）可同步??拍....

本文编号：4046181