氟钽酸钾钠还原搅拌釜中的自由液面搅拌流场数值模拟研究

Journal: Engineering Technology Development DOI: 10.32629/etd.v6i7.18237

陈学清1, 牛彦兵1, 程越伟1, 王浩亮2

1. 宁夏东方钽业股份有限公司
2. 中国科学院绿色过程与工程重点实验室

Abstract

本文采用VOF多相流模型、标准k-ε湍流模型,并分别使用滑移网格法和多重参考系法研究了氟钽酸钾钠还原搅拌釜中搅拌流场及熔盐自由液面情况,采用多重参考系法研究了不同转速、搅拌高度对熔盐液面形状的影响。结果表明:(1)滑移网格法和多重参考系法模拟搅拌釜中搅拌流场及自由液面的计算结果相近。(2)搅拌桨位于0.5倍液面高度位置时,对于平直叶桨建议选用≤100r/min的搅拌桨转速。(3)在搅拌桨设置高度为0.5倍液面高度内,搅拌桨设置高度不影响自由液面的形状以及其凹陷幅度。

Keywords

氟钽酸钾钠还原;搅拌釜;自由表面;VOF

Funding

宁夏自然科学基金创新群体项目(2021AAC01002钠还原氟钽酸钾熔盐中金属钽成核生长机理的研究)。

References

[1] 郭青蔚,王肇信.现代铌钽冶金[M].北京:冶金工业出版社,2009:355.
[2] Galletti C,Brunazzi E.On the main flow features and ins tabilities in an unbaffled vessel agitated with an eccentrica lly located impeller[J].Chemical Engineering Science,2008,63(18):4494-4505.
[3] 全国化工设备设计技术中心站搅拌工程技术委员会.搅拌设备[M].化学工业出版社.2019:24.14.
[4] 马海燕,王浩亮,程越伟,等.氟钽酸钾钠还原搅拌釜中的搅拌流场数值模拟[J].有色金属(冶炼部分),2022(12):92-100.
[5] 吴昊.自由液面固液搅拌流场数值模拟研究与应用[D].哈尔滨工业大学,2019.
[6] 杨锋苓,周慎杰,张翠勋.无挡板搅拌槽内的自由表面湍流流场研究[J].四川大学学报(工程科学版),2015(2):179-183.
[7] 童长仁,黄金堤,李俊标,等.基于Fluent的自由液面搅拌流场数值模拟[J].能源研究与管理,2010(4):33-43.
[8] 雷鸣,王周勇,张捷宇,等.多相流模型模拟熔融还原炉内流体流动[J].过程工程学报,2009,9(z1):420-425.
[9] G.M.Cartland Glover, J.J. Fitzpatrick. Modelling vortex formation in an unbaffled stirred tank reactors[J]. Chemical Engineering Journal,2007,127(1-3):11-22.
[10] Jean-Philippe Torré,DF Fletcher,T Lasuye, et al. An experimental and computational study of the vortex shape in a partially baffled agitated vessel[J]. Chemical Engineering Science,2007,62(7):1915-1926.
[11] 王泽政,常庆明,洪守坤,等.搅拌作用下铝熔体流场分布及SiC颗粒分散过程数值模拟[J].武汉科技大学学报(自然科学版),2022,45(1):30-36.
[12] 潘伦桃,郑爱国,朱存喜.粉末的制造方法[P].CN1069564C.2001.8.5.
[13] 雒国清,董学成,王治道,等.金属钠还原氟钽酸钾生产钽粉的还原反应容器[P].CN204108313U.2015.01.21.
[14] 许文江,潘伦桃,王向东,等.氟钽酸钾及其相关熔盐体系的密度[J].稀有金属,1999,23(5):349-352.
[15] 赵庆国,冯建茹,吴玉庭,等.混合熔融盐低温共熔区的密度计算[J].化工学报,2019,70(z2):37-43.
[16] 胡春旭.纯组分及混合熔融盐粘度的研究[D].北京工业大学,2018.

Copyright © 2025 陈学清, 牛彦兵, 程越伟, 王浩亮

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License