混沌搅拌装置及混合实验研究

混沌搅拌装置及混合实验研究

论文摘要

搅拌操作广泛应用于化工、石化等行业。常规匀速层流搅拌时,搅拌器桨叶的上下方会出现环状的混合隔离区,导致混合时间长,混合效率低。美国学者Aref将混沌的概念引入到流体混合领域后,人们采用多种方法诱发混沌对流,消除混合隔离区,提高混合效率。香港大学的邹国棠等人提出采用混沌转速搅拌的方法来消除混合隔离区,基于此,本文研究一种新型的混沌搅拌装置,并利用该装置进行混沌转速搅拌性能研究。采用混沌映射与PWM技术相结合的方法获得混沌转速控制信号,设计了混沌转速控制系统,进而开发出混沌搅拌装置。使用LabVIEW软件设计了上位机控制界面,通过上位机控制界面可以在多种转动型式之间切换,并能够方便地调节转速参数。利用混沌搅拌装置进行了搅拌混合实验研究,通过酸碱中和脱色法测量混合时间,通过电能测试仪测量搅拌能耗。鉴于混沌转速搅拌的特殊性,用单位体积混合能Wv和比混合能C4*两个参数作为搅拌性能评价指标。实验结果表明,在峰值相同的条件下,单向混沌转速搅拌性能优于正反向混沌转速搅拌;混沌转速搅拌性能与转速峰值成正比,却与换速时间成反比;即使在混沌转速搅拌的转速峰值比匀速值小很多的情况下,混沌转速搅拌性能仍比匀速搅拌好很多;匀速搅拌时,层流搅拌槽中会形成大范围长时间存在的混合隔离区,而混沌转速搅拌可以消除混合隔离区,主要是因为混沌转速搅拌诱发全槽范围的对流混合,无法形成匀速搅拌中那样长时间含有固定流体的混合隔离区。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 符号说明
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题研究背景及意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.2.1 混沌混合理论
  • 1.2.2 层流搅拌槽中的混合隔离区
  • 1.2.3 消除混合隔离区的方法
  • 1.2.4 混沌转速搅拌混合
  • 1.3 主要研究内容
  • 第2章 直流调速基础
  • 2.1 引言
  • 2.2 直流电动机调速方法
  • 2.3 直流PWM调速
  • 2.4 γ与n的关系式推导
  • 2.5 电动机转速测量
  • 2.6 PID调节器
  • 2.7 本章小结
  • 第3章 混沌搅拌装置
  • 3.1 引言
  • 3.2 混沌转速控制系统设计
  • 3.3 混沌转速
  • 3.4 上位机控制界面设计
  • 3.5 混沌搅拌装置
  • 3.6 本章小结
  • 第4章 搅拌混合实验
  • 4.1 引言
  • 4.2 层流搅拌评价指标
  • 4.3 实验仪器及药品
  • 4.4 实验方法
  • 4.5 实验项目
  • 4.6 实验步骤
  • 4.7 实验结果与分析
  • 4.8 本章小结
  • 总结与展望
  • 参考文献
  • 附录1 位置式PID调节器程序
  • 附录2 增量式PID调节器程序
  • 附录3 甘油水溶液粘度表
  • 攻读硕士学位期间发表的学术论文
  • 致谢
  • 学位论文评阅及答辩情况表
  • 相关论文文献

    • [1].用于土壤机械组成测定的搅拌装置[J]. 牡丹江师范学院学报(自然科学版) 2016(03)
    • [2].种分槽不同搅拌装置流场的实验测试与模拟分析[J]. 轻金属 2015(03)
    • [3].φ300 mm冷坩埚机械搅拌装置模拟试验研究[J]. 中国原子能科学研究院年报 2016(00)
    • [4].喷射式浮选机充气搅拌装置内流体阻力分析[J]. 安徽理工大学学报(自然科学版) 2011(02)
    • [5].基于组态王的混合液体搅拌装置设计[J]. 机电一体化 2016(05)
    • [6].一种混凝土搅拌机弯臂搅拌装置[J]. 建筑机械 2016(10)
    • [7].放射性废液水泥固化桶外搅拌装置设计[J]. 科技创新导报 2016(19)
    • [8].一种新型搅拌装置[J]. 煤矿机械 2012(03)
    • [9].磷酸库加搅拌装置的技改[J]. 磷肥与复肥 2013(05)
    • [10].我国煤用浮选机充气搅拌装置分析[J]. 煤炭加工与综合利用 2013(01)
    • [11].氟化物合成釜搅拌装置的改进[J]. 化工生产与技术 2016(04)
    • [12].一种发酵机搅拌装置的流固耦合有限元仿真研究[J]. 东北大学学报(自然科学版) 2017(11)
    • [13].新型自吸式搅拌装置流量的简化计算方法研究[J]. 沈阳化工学院学报 2010(01)
    • [14].喷射式浮选机浸没式充气搅拌装置结构参数的试验[J]. 洁净煤技术 2011(01)
    • [15].适用于高黏度流体的卧式双轴搅拌装置数值模拟及用于再沸器时的实验[J]. 化工进展 2011(S2)
    • [16].一种橡胶混合搅拌装置[J]. 橡塑技术与装备 2017(07)
    • [17].“一种分析化学用物料搅拌装置”获国家实用新型专利授权[J]. 中国水产 2017(08)
    • [18].压裂混砂搅拌装置搅拌叶轮结构优化设计研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版) 2019(04)
    • [19].桥梁支座锚固料移动式自动搅拌装置研制及应用[J]. 内燃机与配件 2018(01)
    • [20].一种用于橡胶材料混炼的搅拌装置[J]. 橡胶工业 2016(03)
    • [21].双立轴强制式搅拌机的合理螺带式搅拌装置研究[J]. 建设机械技术与管理 2015(02)
    • [22].反冲射流混合搅拌装置研究[J]. 农机化研究 2012(10)
    • [23].气力搅拌装置在石灰乳制备中的应用[J]. 设备管理与维修 2015(10)
    • [24].一种橡胶制品搅拌装置[J]. 橡胶工业 2018(03)
    • [25].带有前置搅拌装置污水泵的流动特性研究[J]. 流体机械 2015(11)
    • [26].基于FLUENT的沥青加温罐搅拌装置优化布局研究[J]. 筑路机械与施工机械化 2014(01)
    • [27].CFD技术在Φ16m等大型种分槽的研究与应用[J]. 轻金属 2016(07)
    • [28].基于EDEM的一种立式混合型搅拌装置的应用研究[J]. 机械研究与应用 2015(04)
    • [29].基于CFD的沥青加温罐搅拌装置优化布局分析[J]. 建设机械技术与管理 2013(11)
    • [30].新型湿喷机搅拌装置的气固液三相流研究[J]. 矿山机械 2016(08)

    标签:;  ;  ;  ;  

    混沌搅拌装置及混合实验研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢