Results showed also that the velocity field is more active with the double helical ribbons impeller. In this case, the effectiveness of the cavern size and the power consumption has been obviously noted. For double helical ribbons impeller, the power consumption has reached the highest values at the same Reynolds number and flow behavior index.

摘要:

最近的论文对在无挡板式平底圆筒容器中的剪切变稀流体混合进行了研究。在这些容器中大部分使用了如下两种类型的浆叶：单螺旋、双螺旋螺带。这部分的研究工作大部分是借助于CFD软件的辅助进行的，这种软件是基于有限体积法来解决连续方程以及动量方程。通过这种软件对叶轮的转速效率、流体流变、叶轮尺寸、离底高度以及能量损耗都进行研究。最终，通过以上内容，对这两种叶轮进行比较。通过比较表明，如果使用合适的叶片、开启时雷诺数大于20，并将双螺旋螺带放置于储罐中部将会有更好的表现。我们得出的结论和其它文献进行了对比，同时在研究过程中我们观测到了满意的结论。文献综述

关键词：双螺旋桨叶、剪切变稀流体、数值计算、流体力学、能量损耗、搅拌设备。

1.导言

混合是一种动态过程，他的驱动力便是旋转的叶片所产生的储罐中不同位置的压力差。同时混合的目的也不尽相同，例如用于加速化学反应、同种产品的混合（乳浊液、悬浮液）、加快热量和质量的传递。

高粘度流体的混合主要是发生在层流层中。这种混合时常与低泡混合、混合进程中产生的诸多相和流变的复杂性相关联。在层流中，混合是通过在第二相中的可伸长、可折叠的机械机构来进行操作的，不像湍流层中的混合是通过其中高能量的涡流来实现的。所以制作这种混合器是高挑战的任务。

为了满足工业生产中的一些需求，各种各样的桨叶被研制出来，对于桨叶的研究论文也是层出不穷。在这些桨叶之中，有研究认为在高粘度流体的混合中双螺旋螺带更有效率。在一些文献中，一些研究已经往双螺旋螺带方面进行研究。

Dieluot等人探寻了一种在使用了合适的操作条件的情况下能改善高粘度牛顿流体的罐体中混合的方法。他们使用了一种在底部安装了锚的非标准螺旋桨叶。他们发现在混合过程中使用依时性转速能节省一部分能量。对这种非常规搅拌方法测试后发现，相对于那种恒定叶轮转速节省了百分之60的能量。他们提供了一种模型，在常规和不常规的搅拌方式下这种模型能够预测并模拟费牛顿流体的混合进程。

Deplace等人通过一系列设备和CFD对装备了非典型的螺带桨叶容器设备中的牛顿和非牛顿流体进行了热传递的研究。

Yao等人 [4]数值分析了大型桨叶、标准型大桨叶和双螺旋带叶轮的局部和总分散混合性能。结果表明，标准型桨叶具有令人满意的局部分散混合性能，特别是在局部具有高效分散混合效率的网格区域，然而，当雷诺数稍低时，总分散混合性能稍差。虽然双螺带叶轮可以在搅拌槽内形成良好的总循环，但它不能提供有比较好的局部混合性。

Rieger [5]研究表明了从蠕变到湍流的大范围雷诺数对螺杆搅拌器的泵送效率产生了巨大的影响。

Niedzielska和Kuncewicz [6] 研究了螺带在层流中的表现，分别讨论了实验研究和功耗的模型计算和从容器壁到混合的液体间的热传递系数。

Kuncewicz等人 [7]研究了带有螺旋叶轮的罐体中的层流流动。他们使用一个二维模型表现液体流体流动以确定速度场，这里的流体是牛顿流体。

通过CFD方法，Iranshahi等人[8]在粘性流体下比较了Paravisc、锚和双螺旋带的特性。 他们发现了Paravisc混合器的特点在于与其他设备相比能在低雷诺数进行运转。