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CFD只提供一些重要的参数,如位移量,时间平均速度和脉动速度分布,但本质上无法理解混合和流动,并且不能改变依靠经验放大的现状。因此,计算流体动力学方法用于模拟和预测具有不同几何尺寸和操作条件的混合设备的详细流量和混合特性,这是流体混合技术的发展趋势。
目前,搅拌设备中常用的数值模拟方法是用黑箱模型对搅拌器进行稳态分析。也就是说,以实验为边界条件来测量搅拌器周围虚拟表面的速度场,或者以叶片对流体的作用为流体动量源。从数值计算的角度来看,黑箱模型简单方便,能准确预测搅拌器在不同工况下的运动特性。然而,该方法需要实验数据作为叶片的边界条件,不能用于多相流体系统的模拟。
CFD重要的应用是对流场的分析,它可以阐明流场在类型、大小条件下对混合、悬浮和分散过程的影响,离搅拌器底部的距离。即cfd流、能量耗散等的计算可视化。因此,用户可以直观地了解水壶中的混合情况,帮助用户确定系统中已经存在的问题,指导用户优化混合器的设计,消除死区,并确定进料口的位置。目前,国外的专业混合设备企业已采用cfd技术优化了混频器的几何形状,开发了二代有效轴流混频器。
CFD的另一个主要优点是模型的设备尺寸是独立的。一旦它们被证实能够合理和准确地描述搅拌反应器的过程,它们就被用来放大来预测放大棒和反应性能。
随着CFD技术的发展,可压缩流体和一些简单的非弹性粘性流体可以在商业软件中进行模拟。目前,多相流(尤其是气液两相流)的CFD模拟已经获得了很大的发展,但还远远没有获得实际的应用。
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