基于PIV的仿生鲸尾型搅拌桨反应器流场研究

摘要

为增强搅拌反应器混合性能,本文基于仿生学思想,设计了一种鲸尾型搅拌桨,即WTT搅拌桨(Whale tail turbine),运用2D-PIV设备进行流场研究.结果表明:WTT搅拌桨相比RT(Rushton turbine)搅拌桨,可以提高流体的最大径向速度以及搅拌罐下部流体的轴向速度,而且远离桨叶时,轴向速度的提高更加明显;WTT搅拌桨和RT搅拌桨都是径向流搅拌器,WTT搅拌桨可以产生更大的速度,能促进流体的混合和能量的传递,还可略微提高搅拌罐底部流体的湍动能,其产生的轴向速度和径向速度的最大Lyapunov指数均大于RT搅拌桨,即WTT搅拌桨产生的流场混沌程度更高,混合性能更好.