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ANSYS搅拌混合设备工业解决方案

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搅拌混合是指搅动液体使之发生某种方式的循环流动,从而使物料混合均匀或使物理、化学过程加速的操作。主要应用于油气化工,生物制药,废水处理,建筑,电池制备,家电等行业。


目录

一、单相混合系统

二、气液体系(生物反应器)

三、液固体系(固体溶解)

四、啮齿搅拌混合器

五、静态混合器

六、清洗装置

七、定制化以及系统级仿真


以下内容截取自该篇资料

   



单相混合系统

(1)工程挑战

▪ 通过加快设计速度缩短上市时间

▪ 确保产品质量

准确预测混合时间

管理产品在剪切下暴露程度(例如,防止细胞损伤)

▪ 混合不良会导致浪费


(2)仿真复杂性

▪ 对混合罐中的稳态和瞬态流进行建模

▪ 模拟混合容器中的层流和湍流

▪ 处理不同的流变学

恒定粘度,与剪切速率和温度相关粘度

▪ 混合定量处理(后处理),确定性的和统计性的

需要开发后处理工具,为决策提供定性、定量和统计结果

   
   



(3)ANSYS解决方案与示例

ANSYS提供关键功能来应对这些挑战:

▪ 内置功能:在ANSYS Fluent中能对层流以及具有强大漩涡的的湍流进行模拟

▪ 快速预处理:ANSYS SpaceClaim和Fluent Meshing的组合,可以轻松处理搅拌混合器(叶轮、挡板)的细节特征,并能够对模型进行参数化,以进行假设研究

▪ 已验证:湍流模型已得到验证

▪ 可扩展:针对大型3D问题提供高性能计算(HPC)

 
 


混合时间预测:

▪ ANSYS Fluent能够针对组分对流、扩散等进行模拟分析

▪ 不同的仿真方案允许不同的保真度,从而影响运行时间

▪ 叶片的运动可以采用多参考系(multiple reference frame)或者滑移网格

▪ 可以使用各种经过验证的湍流模型(RANS→LES)

 


复杂流变性:

▪ ANSYS CFD具有处理非牛顿液体能力

Power-law,Bird-Carreau,Cross,Yasuda以及其它特性

拟合流变数据的能力(粘度vs.剪切速率或温度)

▪ 捕获剪切变稀/厚效果需要对网格进行预处理,Fluent Meshing创建边界层(inflation或棱镜网格)来保障准确性

▪ ANSYS Fluent内置耦合求解器鲁棒性强

▪ 针对粘弹性流体,ANSYS Polyflow提供了扩展数据库

 


剪切变稀效果清晰可见。叶轮周围的应变率最高,粘度最小。此外,在应变率非常低的地区,粘度最高。这将影响流场,如下图所示:

 

流动模式:应变速率和粘度


对于这种复杂流变(剪切变稀)情况,局部测量速度与计算结果非常吻合。

 







来源:笛佼科技
SpaceClaimMeshingFluent MeshingFluentHPC化学湍流建筑油气Polyflow制药
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-07-16
最近编辑:3月前
笛佼科技
主营Ansys业务
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