理论教育 刚柔组合桨在LLE和MSE方面的性能优越性研究

刚柔组合桨在LLE和MSE方面的性能优越性研究

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:刚柔组合桨比刚性桨的LLE 值大,其中RF-PBT 相比于其他3 种类型的搅拌桨,其LLE 值分别提高了约42.8%,27.0%,6.9%。偏心率等于0.6 时,其最大LLE 值相比于其他偏心率依次提高了6.5%,2.4%,17.6%,25.1%。在相同的尺度下,当空气射流量等于1.6 m3/h 时,大多数的MSE 值都大于其他条件下的MSE 值,表明该条件流体的运动形式呈更为明显的无序性状态,有利于流体的混沌混合。

刚柔组合桨在LLE和MSE方面的性能优越性研究

本节主要从破坏流场的对称性角度出发,提出了空气偏心射流强化刚柔组合搅拌反应器内的流体混合,采用LabVIEW 软件采集不同偏心率下桨叶类型、桨叶离底高度、空气射流量以及转速的压力脉动信号,利用Matlab 软件编译计算混沌特性参数(LLE、MSE),并基于该特性参数研究不同偏心率下桨叶类型、桨叶离底高度、空气射流量以及转速的混沌混合规律,并得出以下结论:

①刚柔组合桨通过其自身刚柔流的多体运动强化流体的混沌混合,破坏了流体混合过程中出现的对称性流场,增加了流体的无序运动,使更多的流体进入混沌状态。刚柔组合桨(RF-RDT,RF-PBT)比刚性桨(RDT,PBT)的LLE 值大,其中RF-PBT 相比于其他3 种类型的搅拌桨(PBT、RDT、RF-RDT),其LLE 值分别提高了约42.8%,27.0%,6.9%。

②偏心空气射流与搅拌的共同协同作用,形成了流场的耦合,促进了更多的流体向混沌状态的转变,提高了流体混合效率。偏心率等于0.6 时,其最大LLE 值相比于其他偏心率(0.8,0.4,0.2,0)依次提高了6.5%,2.4%,17.6%,25.1%。(www.daowen.com)

③在不同空气射流量下,MSE 值随着尺度的增加,表现出一定程度的波动,表明系统自相似很小,混乱程度更大。在相同的尺度下,当空气射流量等于1.6 m3/h 时,大多数的MSE 值都大于其他条件下的MSE 值,表明该条件流体的运动形式呈更为明显的无序性状态,有利于流体的混沌混合。

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