固体 推进 剂 物 料 运动 状 态研 究 尚未 见 相关 文 献 报 道 ,对混 合 釜 内固体 推 进剂 物料 的混合 机 理 、物 料 剪 切及 拉 伸 运 动产 生 的 原因研 究 还不 够 透彻 ,对 立式 捏 合 机搅 拌 桨 叶 的 设 计 大 多 依 赖 经 验 公 式 本 课 题 以 一型号 双 轴 差速 立 式捏 合 机混 合 釜 内固体 推进 剂物料 流场 为 研 究 对象 ,借 助 有 限体 积法 对 搅拌 桨功率 准数 、混合 釜 内流场 、压力场 进行 深 入
传统混合机模型传统混合机桨叶垂直无偏心安装,搅拌槽无挡板,搅拌物料为牛顿流体时,混合机混合功率P和初始安装条件(搅拌槽直径Tv、桨叶高度H、液面高度HL、间隙C)与桨叶直径d、物料物理特性(密度ρ、黏度μ)、桨叶转速N有关。无涡流存在时,重力对混合功率的影响可忽略,则以上多个物理量可以整合到一个物理量变
对于传统搅拌混合系统,增大桨叶与搅拌槽底部间隙可增加回流与再循环回流,减小间隙可增加对物料的剪切力,增加雷诺数可提高混合效率[5-6];同时,桨叶转动在搅拌槽内可有效改变流场压力分布,促进对流混合缩短混合时间,而减小桨叶与搅拌槽底部间隙既节省能量消耗,又提高混合效率[7]。Yang H H等[8]研究得出螺杆桨叶结构对整体流动混合效率的影响大于工艺参数
为揭示双轴差速立式捏合机混合釜内流场产生剪切及拉伸运动的机理,根据混合釜结构特征、桨叶运动特点以及固体推进剂物料特性,采用有限体积法建立综合动网格、用户自定义函数的三维数学模型,以VKM-5立式捏合机为研究对象,计算其功率准数、流场及压力场分布.结果表明:功率准数与实验实测值符合良好;捏合区、近壁区、釜底区存在轴向流、切向流、径向流的相互作用,且物料分别在正压力和负压力作用下做强烈的剪切运动和拉伸运动,物料混合剧烈程度依次为捏合区、近壁区、釜底区及其他区域.