曝气-搅拌反应器内环流流场的PIV测量和POD分析

作者：张建军; 曾涛^*; 刘少北; 谢君科

来源：水动力学研究与进展A辑, 2021, 36(04): 567-574.

DOI：10.16076/j.cnki.cjhd.2021.04.012

• 曝气-搅拌反应器
• 环流
• POD方法
• PIV

该文采用二维粒子图像测速技术(PIV)对曝气-搅拌反应器内环流流场进行测量,获得不同搅拌转速下流场的流速和涡量分布。应用本征正交分解(POD)方法提取流场主要相干结构,系统地研究了能量贡献和POD模式。结果表明:搅拌转速对环流流场的影响体现在环流速度和涡量分布上,对流场的流型影响较小,高搅拌转速有利于提高混合效果和区域间的物质交换作用。前3阶模态表征环流流场最主要的相干结构,呈现层次化三尺度流动结构,第一个尺度主要与反应器的主流流动有关,通常由1阶模态表示;第二个尺度主要由大尺度的涡对来表示,体现在2阶和3阶模态中;第三个尺度表现为更均匀的小尺度涡,主要分布在搅拌区内和转速为1 200r/min的2阶和3阶模态中。因此,增强低转速下的大尺度结构将有利于环流流动,提高反应器的混合效果。

• 单位
  四川轻化工大学