一种基于CFD模型对烷基化反应器中搅拌轴的优化方法技术

本发明专利技术涉及搅拌轴技术领域，尤其是涉及一种基于CFD模型对烷基化反应器中搅拌轴的优化方法，S1、根据烷基化反应设备，建立其三维模型，并对模型进行网格划分；S2、将烷基化反应设备导入在Fluent中设置，选用CFD模型和壁面函数；S3、在运动域和静止域之间创建交界面，在Fluent中，通过Mesh→Interfaces菜单来创建和命名交界面，选中运动域，在CellZoneConditions中设置MeshMotion，运动方向和速度；通过优化螺旋桨叶形状及搅拌轴的分段设计，能够更均匀地搅拌反应物，促进反应物和催化剂的接触，提高反应效率，搅拌轴结构的优化降低了对动力的需求，使得反应器在运行过程中能耗更低，通过优化材料选择和增强结构设计，使得搅拌轴在长时间、高强度的工作条件下不易发生断裂，延长设备的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及搅拌轴，尤其是涉及一种基于cfd模型对烷基化反应器中搅拌轴的优化方法。

技术介绍

1、当前dupont公司硫酸法烷基化技术产能居全球之首，中石化有7套装置运行。烷基化反应器是烷基化装置的核心设备，运行过程中出现水力头转轴断裂、搅拌桨叶气蚀、内构件冲刷腐蚀等问题。特别是水力头转轴断裂已在多套装置频繁出现，严重影响反应器的长周期运行。从断裂的部位产生在键槽根部看，断裂面是应力集中部位，整根转轴的最薄弱部位，判断是应力疲劳损坏。由于应力集中、疲劳等原因，产生裂纹，当裂纹尺寸达到临界尺寸时，就会发生低应力脆断的事故。查阅设备随机技术资料，材料选择及热处理正确，安全系数较高，强度完全满足要求。通过看断裂属于在交变应力下金属的失效现象。

2、行业内有水力头转轴缺陷分析，但由于水力头的运行与反应器内部流场、水力冲击、腐蚀环境密切相关，因此综合考虑上述影响因素，从根本上探求水力头断裂破坏的机理，并提出工艺、结构优化的方案，设计一种基于烷基化反应新型强化搅拌轴。然而，在高温、高压和高腐蚀性环境下，搅拌轴承受巨大的机械应力和化学腐蚀作用，导致其疲劳、本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于CFD模型对烷基化反应器中搅拌轴的优化方法，其特征在于，具体操作步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种基于CFD模型对烷基化反应器中搅拌轴的优化方法，其特征在于：其中步骤S2中CFD模型采用k-omega模型中的Realizable，壁面函数选用增强壁面函数。

3.根据权利要求2所述的一种基于CFD模型对烷基化反应器中搅拌轴的优化方法，其特征在于：其中步骤S4中Ansys-叶轮被动旋转-流固耦合(Fluent+TransientStructure)仿真分析具体包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种基于CFD模型对烷基化反应器中搅拌轴...

【技术特征摘要】

1.一种基于cfd模型对烷基化反应器中搅拌轴的优化方法，其特征在于，具体操作步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种基于cfd模型对烷基化反应器中搅拌轴的优化方法，其特征在于：其中步骤s2中cfd模型采用k-omega模型中的realizable，壁面函数选用增强壁面函数。

3.根据权利要求2所述的一种基于cfd模型对烷基化反应器中搅拌轴的优化方法，其特征在于：其中步骤s4中ansys-叶轮被动旋转-流固耦合(flu...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雪东，刘家煊，张红红，易容，韦有杰，黄涛，姜涛，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：