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混合机是饲料加工中的最关键设备之一,目前对混合机虽然已有很多的试验与理论研究,但有关的理论及设计计算方法仍不完善,许多还是处在半经验半理论阶段。近年来利用试验和计算流体力学(CFD)相结合的方法研究搅拌设备内的流动和混合特性逐渐发展起来。尤其是CFD技术,以其卓越的优势,对未来搅拌设备的研究、开发与设计所产生的影响不可估量。本文首先利用商业CFD软件FLUENT对新型双层高效混合机内的三维流场和混合特性进行了数值模拟,获得了混合机内流动与混合过程的基本信息和运动规律,从而为卧式混合机在饲料工业中的选取与设计提供了可靠的依据。本文气固两相模型采用混合模型,湍流模型采用RNGκ—ε模型,对转子的处理采用多重参考系法(MRF)。主要解决了以下问题:(1)建立混合机的数值模型。合理简化混合机的三维模型,使其便于计算。在SolidWorks中建立简化模型后,导入FLUENT的前处理软件GAMBIT中生成有限元模型,随后导入FLUENT进行计算。对已建立的FLUENT模型进行校验,验证其可适用性。(2)对混合机内的三维流动场进行了详细的数值分析,分析了流场速度场、流场形态以及湍流动能分布,从整体上掌握了混合机内流场的运动状况。(3)在混合机内加入示踪剂,模拟混合过程的变化,计算混合特性。模拟结果表明,混合过程主要是由混合机内的流体形态所决定,在速度快以及湍流能量大的区域,混合作用显著。混合时间与监测点位置密切相关。(4)改变混合机转子的结构参数,对其混合特性进行研究分析。结果表明,充满系数对混合质量影响不大,但对混合能耗有较大影响:两种不同物料混合时,放置方式对混合特性有重要影响;改变桨叶安装角度对混合质量和能耗有很大影响;随着转子转速的增大,混合时间随之减小,能耗依次增大。