化工搅拌釜的应用

搅拌釜是重要的过程装备，在化工、能源动力、医药、食品、生物工程、日用化学品、高分子合成材料、造纸、冶金、染料、肥料以及废水处理等多个领域都有广泛的应用。通过搅拌可以加快两种或两种以上具有不同性质物质间的传质速度，从而达到减小边界层厚度、强化传质、加速传热及快速均化混合的目的⋯。搅拌混合效果的好坏直接影响相关工业生产率，甚至可能决定整个工艺流程的可行性。

物料在搅拌桨推动下的流动状态决定了物料均化、传热、传质及反应的程度，搅拌釜内不同的流场对应有不同的混合效果。获取搅拌釜内混合流动的流场信息，不仅有助于搅拌混合机理及其工业放大理论的研究忙，进行搅拌釜的优化设计，而且可用于验证数值模拟的可靠性。但是搅拌釜内的物料混合是一个有限空间中的复杂菲定常强旋转湍流问题，且多伴有强烈的传质、传热乃至反应，流动测量对空间分辨率和时间解析度同时具有较高的要求。

近二十年来，PIV作为新一代全场光学测速技术，得到了广泛应用。它突破了传统单点测量的限制，可以得到非定常流场的瞬时整场信息，兼有定性显示功能。应用PIV可以获取搅拌釜内混合流动的瞬时速度场以及浓度场，进而分析搅拌混合宏观流动特性，探讨搅拌混合作用机理，验证数值模型可靠性，优化搅拌桨型设计。PIV及其衍生的测速技术在搅拌釜内流动实验中已有大量应用并且还具有更为广泛的应用前景。

化工搅拌釜内的混合流动是有限空间中的复杂非定常强旋转湍流，且多伴有强烈的传质、传热乃至反应过程。PlV及其衍生的测速技术可以实现搅拌釜内流动的单相、两相乃至多相速度场的二维或三维测量，获取湍涡结构在空间、时间上的变化以及搅拌釜内物料浓度场分布，有助于建立搅拌釜内多相流动模型，探讨湍流效应，揭示搅拌混合作用机理，促进搅拌混合技术的进一步发展。