搪玻璃反应罐的特征

作者：搪玻璃反应釜来源：http://homeautomationmag.com/ 时间：2018-12-22 10:58:46

搪玻璃反应釜广泛应用于化工、能源和冶金等行业，可替代价格昂贵的不锈钢制容器，应对各种高压、高温、粘性和腐蚀性等复杂流体条件。其中搪玻璃温度计套在实际使用中的可靠性与釜内流场特征息息相关，而流场特征受到介质粘度、搅拌转速和搅拌形式等因素的影响。
搪玻璃温度计套由于受到流体介质的冲击作用，沿套管与法兰结合部容易发生爆瓷、甚至断裂现象。为了提高温度计套的寿命和可靠性，确保设备安全稳定运行，有必要掌握釜内复杂的流场特征和温度计套表面受力等关键参数，因此开展相应的数值模拟研究十分必要。对于搪玻璃反应釜的研究，主要集中在研究搪玻璃设备制造和运行中常常出现的裂纹或爆瓷等现象[1,2]、搪玻璃层爆瓷失效的应力来源与影响因素[3]、搪瓷脱落现象[4]以及对搪瓷设备材料的改进[5]等问题上。上述研究大部分是直接通过应力分析的手段对搪玻璃容器进行分析和改进，而本工作则是通过模拟搪玻璃反应釜内的流场来研究流场对其中搪玻璃部件的影响。目前，大部分对反应釜流场的研究都集中在提高反应釜搅拌效果上。
郝惠娣等[6]对单层径向流涡轮桨搅拌槽内的流动场进行了数值模拟，研究了涡轮形式、涡轮安装位置和涡轮尺寸对流场的影响；雷建奇等[7]对几种不同型式轴流桨的推力系数进行了实验及计算流体动力学（CFD）模拟研究；饶麒等[8]对搅拌槽内黏性流体的流动采用数字粒子图像测速技术（DPIV）测量与 CFD 模拟；潘传九等[9] 从叶片数、档板及转速 3 个角度对搅拌釜流场进行了模拟；方德明等[10]对承压反应釜内搅拌器结构进行设计和改进，对反应釜内的固液搅拌混合过程进行了数值模拟，表明改进后的搅拌器混合效果明显增强；田华等[11]对直叶圆盘涡轮桨和斜四叶桨搅拌槽流场进行研究，得出直叶圆盘涡轮桨的搅拌效果优于斜四叶桨，但能量损耗较高。
搪玻璃反应釜

Foucault 等[12-15]研究了转动模式及转速比等对搅拌功率和混合时间的影响；罗洁等[16]研究发现加装挡板会对混合效率产生影响，对于一定的搅拌条件，应选择合适的挡板；Hall 等[17]将有挡板、无挡板两种反应釜进行对比，指出小型搅拌釜内，采用偏心搅拌可达到比加装挡板更好的搅拌效果。然而上述研究较多关注如何提高釜内流体的搅拌和混合效率，对釜内温度计套管等结构受流体介质的冲击作用关注较少，实际应用中，装置的稳定安全运行同样是衡量反应釜性能的一个重要标准（根据标准 HG2432-2001）。常用的搪玻璃搅拌形式有锚式、框式、叶轮式和桨式。桨式通常采用两层桨叶，相邻两层桨叶间成 90°角交错安装；叶轮式采用的是三叶后掠式，叶片略有上翘；框式和锚式属于同一类，搅拌器的罐桨径比较小。为了获悉釜内流场特征、温度计套表面受力分布等关键参数，本工作确定了如下的工况：搅拌转速选取 85 和 130 r/min；流体介质选取水（作为对比工质）和柴油，两种流体介质的物性参数如表 1 所示；由于框式和锚式属于同一种类型的搅拌器，所以搅拌形式选定为桨式、叶轮式和框式。

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