單軸混合機(jī)流場(chǎng)模擬與試驗(yàn)分析

何仁財(cái)，邱 璐，胡文亭，李永忠，唐昌新

（1.江西省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，南昌 330044；2.南昌大學(xué) 光伏研究院，南昌 330031）

0 引言

養(yǎng)殖行業(yè)“降本增效、健康養(yǎng)殖”促進(jìn)了生物發(fā)酵飼料的發(fā)展，而影響生物發(fā)酵飼料品質(zhì)的因素包括原材料的質(zhì)量、配方的科學(xué)性及生產(chǎn)工藝裝備的優(yōu)劣性。生產(chǎn)品質(zhì)好的生物發(fā)酵飼料需要好的生產(chǎn)工具［1］，混合機(jī)是生物發(fā)酵飼料生產(chǎn)的心臟。生物發(fā)酵飼料具有含水率高、黏性大、生產(chǎn)過程中易殘留與難清洗等缺陷，因此在飼料工藝裝備中設(shè)計(jì)單軸混合機(jī)。為驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性、適宜性，對(duì)設(shè)計(jì)好的單軸混合機(jī)機(jī)理進(jìn)行模擬分析，通過模擬分析及數(shù)值擬合得出最優(yōu)工況參數(shù)［2］，再修改設(shè)計(jì)，制作樣機(jī)并進(jìn)行試驗(yàn)求證。研究對(duì)設(shè)計(jì)和工程應(yīng)用具有一定協(xié)助性、可觀性及可借鑒性。

1 單軸混合機(jī)的結(jié)構(gòu)

混合機(jī)與配料工藝相輔相成，組成配料混合系統(tǒng)，混合機(jī)的混合均勻與否及殘留直接影響飼料的品質(zhì)。設(shè)計(jì)混合機(jī)的裝機(jī)容量500 kg，三維外形與實(shí)體結(jié)構(gòu)尺寸如圖1 所示。

圖1 500 kg 單軸抽拉混合機(jī)的三維外形圖與尺寸圖Fig.1 3D outline and dimension diagram of 500 kg uniaxial withdrawing mixer

2 模型的建立與模擬方法

2.1 模擬分析思路

基于計(jì)算流體力學(xué)的有限體積法［3］，利用多相流模型模擬混合機(jī)工作過程中同時(shí)存在空氣、豆粕粉混合物和水3 種物料的混合過程，分析流場(chǎng)和豆粕粉混合物的混合均勻性。通過改變物料的填充率、電機(jī)轉(zhuǎn)速及混合時(shí)間，設(shè)計(jì)5 種工況，對(duì)模擬結(jié)果數(shù)值分析，得出混合機(jī)每種工況下物料混合均勻性特性及達(dá)到一定均勻性所需要的時(shí)間，從而得到最佳填充率和最佳混合機(jī)轉(zhuǎn)速。

2.2 模型的建立與網(wǎng)格劃分

混合機(jī)槳葉軸組件由6 片槳葉和1 根傳動(dòng)主軸組成，6 片槳葉在主軸上等距等角度分布，每根槳葉把桿組件上連接2 片槳葉，槳葉朝向如圖2（a）所示。在幾何模型中對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)化，設(shè)計(jì)主軸中心到槳葉最外緣的距離為620 mm，槳葉外邊緣距混合倉(cāng)內(nèi)壁5 mm。

圖2 幾何模型及網(wǎng)格劃分Fig.2 Geometric model and mesh generation

網(wǎng)格劃分主要將混合機(jī)分成2 部分：一是包含槳葉軸組件旋轉(zhuǎn)部分的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)域，采用滑移網(wǎng)格，同步旋轉(zhuǎn)；二是混合機(jī)的殼體，為靜止區(qū)域，采用靜態(tài)網(wǎng)格?；凭W(wǎng)格模型可以看成是動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)的一種特殊形式，其運(yùn)動(dòng)是旋轉(zhuǎn)區(qū)域相對(duì)于靜止區(qū)域的滑動(dòng)，不需要進(jìn)行新網(wǎng)格的生成，可以有效實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的非穩(wěn)態(tài)模擬。設(shè)定之后采用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格總數(shù)為220萬，如圖2（b）所示。

2.3 前置處理方法

槳葉軸組件在混合過程中帶動(dòng)物料，引起物料的相互混合、摩擦并與槳葉發(fā)生碰撞，從而實(shí)現(xiàn)混合均勻。因?yàn)榛旌线^程中的物料運(yùn)動(dòng)十分復(fù)雜，所以對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化。假設(shè)物料是不可壓縮流體［4］；所有邊界均采用固體壁面（混合過程中，混合機(jī)物料入口關(guān)閉，因此簡(jiǎn)化為固體壁面合理）。物料顆粒流動(dòng)控制方程有質(zhì)量守恒方程、動(dòng)量守恒方程、湍流模型方程，由于RNG κ-ε兩方程湍流模型能模擬二次流、旋轉(zhuǎn)流等中等復(fù)雜的流動(dòng)［5-8］，所以采用該湍流模型對(duì)混合機(jī)流場(chǎng)進(jìn)行模擬。采用混合多相流模型［9-10］，相數(shù)為三相，分別是空氣、豆粕混合物和菌種液態(tài)水，參數(shù)設(shè)定（273.15 K，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）：空氣的密度1.184 kg/m3，黏性1.85×10-5pa·s；豆粕混合物的密度600 kg/m3，黏性1.2 pa·s；菌種液態(tài)水密度997.1 kg/m3，黏性8.9×10-4pa·s。計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)為0.003 s，每個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)迭代30 次，所有方程的收斂殘差設(shè)為10-5。

3 模擬結(jié)果分析

結(jié)合實(shí)踐設(shè)定填充率為80%，即在初始時(shí)刻，攪拌倉(cāng)內(nèi)從下往上依次是豆粕混合物60%、菌種液體20%和空氣20%。槳葉組件轉(zhuǎn)速為45 r/min，模擬時(shí)間為60 s。在模型中取點(diǎn)（0，0.4，0 m），并記錄該點(diǎn)流質(zhì)體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化，如圖3 所示。豆粕混合物、菌種液體和空氣的體積分?jǐn)?shù)在初期發(fā)生比較劇烈的波動(dòng)，在15 s 后穩(wěn)定，并基本等于初始設(shè)定的體積分?jǐn)?shù)。說明隨著混合的進(jìn)行，物料逐步混合均勻。

圖3 各類流質(zhì)體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化圖Fig.3 Variation of volume fraction of various fluids with time

為準(zhǔn)確反映豆粕混合物的均勻性，對(duì)整個(gè)流場(chǎng)中的豆粕混合物體積分?jǐn)?shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均，得到=0.588 398 ＜0.6。造成偏差的原因是混合機(jī)并不是規(guī)則形狀，且混合機(jī)內(nèi)還存在槳葉軸組件等，所以初始化給的60%體積分?jǐn)?shù)不是精確值。為了對(duì)混合效果有更詳盡的評(píng)估，按下式求豆粕混合物的相對(duì)偏差η：

式中 ρx，y，z—— 空間點(diǎn)（x，y，z）處的豆粕混合物的體積分?jǐn)?shù)；

η可以對(duì)混合機(jī)混合效果進(jìn)行具體度量，其隨時(shí)間的變化如圖4 所示。η隨著攪拌時(shí)間的增加而減小，在40 s 后，η穩(wěn)定在0.3%左右。為了研究混合機(jī)腔內(nèi)部流質(zhì)交換及攪拌過程，選擇t=60 s 時(shí)的流場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)致分析。

圖4 η 變化圖Fig.4 Change chart of η

3.1 流場(chǎng)分析

混合機(jī)內(nèi)流場(chǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力來自槳葉的轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，旋轉(zhuǎn)槳葉組件與壁面的間隙存在物料，所以其流場(chǎng)的特性不是簡(jiǎn)單的剛體旋轉(zhuǎn)。為了分析速度在環(huán)向的分布特征，在R=100～650 mm 均勻截取65 個(gè)環(huán)面，并積分統(tǒng)計(jì)每個(gè)環(huán)面上速率的平均值，得到如圖5 所示的變化曲線，其中環(huán)面平均速度最大值為1.429 529 m/s。

圖5 環(huán)面平均速度Fig.5 Average velocity about R

速度是由槳葉軸組件轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω=45 r/min乘以當(dāng)前環(huán)面半徑R，表示剛體旋轉(zhuǎn)。將曲線在徑向上分成3 段。

第1 段：R ≤0.3 m，剛好是到第1 個(gè)小槳葉中間的位置，該范圍內(nèi)模擬的環(huán)面平均速度和剛度速度較為接近，因此可以定義為旋轉(zhuǎn)流的啟動(dòng)階段。

第2 段：0.3 m ＜R ≤0.55 m，為小槳葉和大槳葉之間，速度在該區(qū)間緩慢增大，整體較為平緩，可以定義為旋轉(zhuǎn)流充分發(fā)展階段。

第3 段：0.55 m ＜R ≤0.62 m，非常靠近外壁面，該區(qū)間內(nèi)流體受到壁面黏性的約束作用，速度開始降低，可以定義為旋轉(zhuǎn)流衰減階段。

通過對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，在槳葉的最外側(cè)點(diǎn)到內(nèi)壁面之間（0.62 m ＜R ≤0.65 m），環(huán)面的速度在理論上會(huì)由于壁面的無滑移條件趨于0，但實(shí)際模擬值為0.72 m/s 左右。這是由于混合腔的上側(cè)并沒有靠近壁面，所以此時(shí)的平均速度主要來源于上側(cè)環(huán)面的貢獻(xiàn)。速度等值面和速度云圖如圖6 所示。速度的等值面大致包括2 個(gè)環(huán)面，再次說明，速度在環(huán)向上先增加后減少。但是在槳葉附近，流場(chǎng)的速度受到槳葉的直接帶動(dòng)，速度較大，并和槳葉的轉(zhuǎn)速接近。

圖6 速度等值面圖（V=1.2 m/s）和速度云圖Fig.6 Velocity Iso-surface（V=1.2 m/s） and velocity nephograms

在XZ 坐標(biāo)平面上，取Z=0.2，0.4，0.6 m 3 條線段（分別分布在3 個(gè)速度分段中），并在各線段上均勻取50 個(gè)點(diǎn)，繪制流線如圖7 所示。流線主要為繞中心主軸的環(huán)型線，同時(shí)在不同速度分段中體現(xiàn)不同特點(diǎn)：在靠近中心軸的位置，流線為比較規(guī)則的圓形，速度比較小；在中間區(qū)段，流線受到槳葉的影響，具有較明顯的傾角，出現(xiàn)螺旋旋轉(zhuǎn)的特性；在外側(cè)，流線較為凌亂，不再是規(guī)則的圓形，流線的傾角也更加明顯。因此，在混合腔內(nèi)的流場(chǎng)除了有旋轉(zhuǎn)流外，同時(shí)有傾斜的槳葉引起的沿中心主軸方向的傾斜速度，以及流線在內(nèi)側(cè)和外側(cè)之間變化的徑向速度，在圖7（b）（c）中清晰顯示了這些特征。由于所有槳葉的傾角并非一致，所以在整個(gè)流場(chǎng)中既有螺旋上升的流線，也有螺旋下降的流線。

圖7 流線圖Fig.7 Streamline diagram

混合機(jī)混合腔內(nèi)的流場(chǎng)除了有反映旋轉(zhuǎn)流、沿切線方向的主流外，也有和主流方向不同，沿旋轉(zhuǎn)主軸和徑向的二次流。二次流在軸向和徑向發(fā)生物質(zhì)交換，使不同物料之間得到混合，具有重要意義。在柱坐標(biāo)系，二次流由軸向和徑向的速度分量定義。在圖8 中，選擇XOY 和XOZ 2 個(gè)坐標(biāo)平面。在XOY 坐標(biāo)面上，選擇速度分量Vx和Vy計(jì)算速率，其中|Vx|的平均值為1.038 945×10-2m/s，|Vy| 的平均值為2.930 515×10-2m/s，即；在XOZ 坐標(biāo)面上，選擇速度分量Vx和Vz計(jì)算速率，其中|Vx|的平均值為1.326 776×10-1m/s，|Vz| 的平均值為9.093 044×10-2m/s，即。如此，相當(dāng)于去除了切向速度，保留下來的速度分量和計(jì)算的速率分別反映二次流的速度分量和速率，從而直接對(duì)二次流進(jìn)行分析。

圖8（a）是2個(gè)截面上的二次流云圖，圖8（b）（c）分別是2 個(gè)截面上二次流的流線。二次流主要由槳葉引起，在槳葉的后方，二次流的速度較大；二次流在徑向的中間區(qū)域速度較大，在靠近外壁面和中心主軸附近較?。欢瘟餍纬蓽u旋，在貼近槳葉的位置沒有渦旋，而在槳葉的后方則有。

3.2 豆粕混合物體積分?jǐn)?shù)

以YZ 坐標(biāo)面為截面，在X 軸上截取7 個(gè)截面，繪制豆粕混合物體積分?jǐn)?shù)分布云圖，如圖9 所示。大部分區(qū)域的體積分?jǐn)?shù)在0.585 398～0.591 397，以平均值為基準(zhǔn)，體積分?jǐn)?shù)的波動(dòng)范圍在0.5%以內(nèi)，這和圖4 統(tǒng)計(jì)η的結(jié)論一致。由于離心力，體積分?jǐn)?shù)從攪拌倉(cāng)中心到外側(cè)逐步增大。在槳葉的后方，以及在緊貼槳葉的附近，產(chǎn)生體積分?jǐn)?shù)偏離較大的區(qū)域。體積分?jǐn)?shù)越接近平均體積分?jǐn)?shù)，說明攪拌效果較好。在二次流的強(qiáng)度分析中也是類似的分布，從而驗(yàn)證二次流體現(xiàn)在軸向和徑向的物質(zhì)交換，是物料得到混合主要原因。

圖9 YZ 截面上豆粕混合物體積分?jǐn)?shù)分布云圖Fig.9 Cloud diagram of volume fraction distribution of soybean meal on YZ section

3.3 不同初始填充率及轉(zhuǎn)速下混合結(jié)果分析

為了驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性及提供理論支撐，對(duì)不同的填充率和轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)另外的4 種工況開展數(shù)值模擬（見表1），分析不同的填充率和轉(zhuǎn)速對(duì)混合攪拌效果的影響。

表1 五種不同工況的數(shù)值模型Tab.1 Numerical models of five different working conditions

通過分析不同工況的豆粕混合物的η，評(píng)價(jià)其混合攪拌效果，從而得到一個(gè)合理的混合攪拌方案。圖10 為初始填充率為80%，槳葉轉(zhuǎn)速分別為25，45，70 r/min 時(shí)，所對(duì)應(yīng)的η隨混合時(shí)間的變化曲線。圖11 是槳葉轉(zhuǎn)速為45 r/min，初始填充率分別為60%，70%，80%時(shí)，所對(duì)應(yīng)的η隨混合時(shí)間的變化曲線。

圖10 各轉(zhuǎn)速的η隨混合時(shí)間的變化趨勢(shì)Fig.10 The change trend of η of each rotation speed with stirring time

圖11 各初始填充率的η隨混合時(shí)間的變化趨勢(shì)Fig.11 Change trend of η of each initial filling rate with stirring time

不同轉(zhuǎn)速下，η隨著混合攪拌的進(jìn)行逐步降低，最終變?yōu)樗街本€，但是η降低速度有明顯區(qū)別。在前期，工況2 的η下降最快，但是在t=27 s附近，工況3 的η開始低于工況2；工況2 及工況3 的攪拌效果明顯優(yōu)于工況1。在t=60 s 時(shí)，工況1～3 的η 值分別是0.646 11%，0.304 86%，0.289 23%?？紤]填充率對(duì)混合攪拌效果的影響，選擇轉(zhuǎn)速為45 r/min，即對(duì)工況2，4，5 進(jìn)行對(duì)比。填充率為70%時(shí)，η下降最快，并且值最小。在t=60 s 時(shí)，工況2，4，5 各自的η值分別為0.304 86%，0.212 65%，0.307 57%。對(duì)比5 種工況，工況4 為其中的最優(yōu)工況參數(shù)。

轉(zhuǎn)速和填充率及最終η值并不是線性的關(guān)系，將工況1，2，3 的最終η值和轉(zhuǎn)速ω之間使用二次多項(xiàng)式擬合，并求導(dǎo)，如圖12 所示。擬合結(jié)果：η（ω）=3.652 264×10-4ω2-0.042 63 ω +1.483 58；η'（ω）=7.305 28×10-4ω-0.042 63。當(dāng)ω=58.35 r/min 時(shí)，η'（ω）=0，對(duì)應(yīng)的η=0.239 742%，分別表示80%的填充率時(shí)的最優(yōu)ω和η。

圖12 80%填充率時(shí)η（ω）擬合曲線及導(dǎo)函數(shù)Fig.12 The fitting curve of η（ω）and its derivative function at 80% material filling rate

對(duì)η數(shù)值和填充率γ之間使用二次多項(xiàng)式擬合，并求導(dǎo)，如圖13 所示。擬合結(jié)果：η（γ）=9.356 666×10-4γ2-0.131 13 γ+4.806 88；η'（γ）=1.871 332×10-3γ-0.131 13。當(dāng)γ=70.073 1%時(shí)，η'（γ）=0，對(duì)應(yīng)的η =0.212 65%，分別表示45 r/min 的轉(zhuǎn)速時(shí)的最優(yōu)γ和最小η。

圖13 45 r/min 轉(zhuǎn)速時(shí)η（γ）擬合曲線及導(dǎo)函數(shù)Fig.13 The fitting curve of η（γ） and its derivative function at 45 r/min rotation speed

除了混合均勻度外，攪拌時(shí)間也是重要技術(shù)參數(shù)。為了合理評(píng)價(jià)不同工況條件下的混合攪拌時(shí)間，選擇η=0.4 為基準(zhǔn)值，并將達(dá)到該值所需的時(shí)間定義為攪拌時(shí)間t。由圖10 可知，當(dāng)轉(zhuǎn)速為25 r/min 時(shí)，t=87.5 s 與輔助線相交；轉(zhuǎn)速為45 r/min 時(shí)，t=35 s；轉(zhuǎn)速為70 r/min 時(shí)，t=32 s。雖然70 r/min 比45 r/min 轉(zhuǎn)速有大幅度的增加，但是混合攪拌時(shí)間減小的幅度卻不大。由圖11 可知，當(dāng)填充率為60%時(shí)，t=46.2 s；當(dāng)填充率為70%時(shí)，t=15.6 s；填充率為80%時(shí)，t=35 s。

綜上分析，58 r/min 的槳葉轉(zhuǎn)速可以實(shí)現(xiàn)最好的攪拌均勻度，而此時(shí)的攪拌時(shí)間對(duì)轉(zhuǎn)速并不敏感，所以認(rèn)為是最合理的轉(zhuǎn)速。但理論設(shè)計(jì)應(yīng)與實(shí)踐，電機(jī)轉(zhuǎn)速與減速器的標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)。70%填充率的攪拌均勻度最好，而且攪拌時(shí)間也明顯低于另外2 種填充率，所以是最合理的填充率。

4 單軸混合機(jī)性能參數(shù)測(cè)試試驗(yàn)

4.1 試驗(yàn)設(shè)備與方法

制作樣機(jī)如圖14 所示，其技術(shù)參數(shù)：電機(jī)功率18.5 kW，500 kg/批。主要試驗(yàn)器材：電子秤、電子秒表、鋼卷尺、分光光度計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)篩、毛刷、裝料盤等。

試驗(yàn)采用不同轉(zhuǎn)速和不同混合時(shí)間來驗(yàn)證單軸混合機(jī)混合均勻度變異系數(shù)（CV 值）和殘留率。電機(jī)采用變頻電機(jī)，共進(jìn)行10 次試驗(yàn)。先將每次測(cè)試物料和菌種液態(tài)稱好做標(biāo)記并放置在試驗(yàn)區(qū)（未計(jì)時(shí)間），將槳葉組件的轉(zhuǎn)速分別設(shè)定為50，60，70 r/min，物料與菌種液混合時(shí)間分別設(shè)定為60，70，80 s，全部物料重500 kg，添加18%的菌種液，混合總時(shí)間包括人工投料時(shí)間、配料時(shí)間及各種物料一起混合時(shí)間?；旌蠙C(jī)啟動(dòng)后投料，投料結(jié)束菌種液開始噴涂，達(dá)到設(shè)定時(shí)間混合機(jī)停止，放料門打開卸料并取樣做好標(biāo)記，同時(shí)在每批料卸料完成后，清理混合腔內(nèi)的殘留物，裝袋并標(biāo)記。

4.2 試驗(yàn)結(jié)果分析

將取樣物和混合腔內(nèi)殘留物分別按標(biāo)簽進(jìn)行測(cè)試和稱重，再進(jìn)行數(shù)據(jù)換算。殘留率是殘留量與總量（500+90）kg 的比值，結(jié)果如表2 所示。

表2 槳葉組件不同轉(zhuǎn)速不同混合時(shí)間的數(shù)據(jù)表Tab.2 The data sheet of blade assembly at different rotor speed and different mixing time

試驗(yàn)測(cè)試與模擬存在差異，主要是因?yàn)榛旌蠙C(jī)的槳葉附近和壁面凹角的區(qū)域混合效果較差，而在實(shí)際使用中，這些區(qū)域會(huì)出現(xiàn)粉體的粘附等現(xiàn)象。但模擬出現(xiàn)的現(xiàn)象對(duì)設(shè)計(jì)具有參考價(jià)值。對(duì)混合腔中殘留的物料量進(jìn)行不確定性分析，主要是因?yàn)樘砑泳N液后，物料的黏性增加而粘附在腔內(nèi)及槳葉組件上。有關(guān)粘結(jié)殘留將在后續(xù)試驗(yàn)及設(shè)計(jì)應(yīng)用中進(jìn)行研究。

5 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合生物發(fā)酵飼料特性，生產(chǎn)中混合機(jī)易出現(xiàn)粘結(jié)及難清洗的問題而影響飼料品質(zhì)，對(duì)生產(chǎn)核心設(shè)備混合機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)論證，采用有限體積法、多相流模型和滑移網(wǎng)格模型，對(duì)單軸混合機(jī)混合腔的流場(chǎng)進(jìn)行瞬態(tài)數(shù)值模擬，基于速度場(chǎng)和流線分析混合腔內(nèi)槳葉軸組件在旋轉(zhuǎn)時(shí)的流場(chǎng)，并對(duì)豆粕混合物體積分?jǐn)?shù)的分布進(jìn)行分析，對(duì)比不同填充率和轉(zhuǎn)速對(duì)混合均勻性的影響。

（1）通過流場(chǎng)分析，由于槳葉的傾斜分布，攪拌倉(cāng)內(nèi)的流場(chǎng)有除主流外的二次流。給出二次流的流動(dòng)形態(tài)和強(qiáng)度分布，以及其與槳葉位置和朝向的關(guān)系。小槳葉縮小混合區(qū)域，增強(qiáng)慢流區(qū)物料間相互擴(kuò)散、剪切、沖擊混合，加強(qiáng)物料對(duì)流混合。二次流使腔內(nèi)物質(zhì)在軸向和徑向?qū)崿F(xiàn)交換，使混合腔內(nèi)的不同物質(zhì)得到均勻混合。

（2）通過改變填充率和槳葉轉(zhuǎn)速，模擬分析5 種不同工況的豆粕混合物體積分?jǐn)?shù)的相對(duì)偏差，分別給出其隨混合時(shí)間變化的情況。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，工況4（槳葉轉(zhuǎn)速45 r/min，初始填充率70%）為其中的最優(yōu)工況，η=0.212 65%，攪拌時(shí)間為15.6 s。通過擬合分析，70%填充率和58 r/min 的轉(zhuǎn)速為單軸混合機(jī)的合理運(yùn)行參數(shù)。

（3）試驗(yàn)取樣測(cè)試的結(jié)果與模擬結(jié)果不完全吻合，主要是槳葉附近的粘結(jié)及壁面的間隙等區(qū)域混合效果較差，但在模擬中發(fā)現(xiàn)流場(chǎng)除了有反映旋轉(zhuǎn)流、沿切線方向的主流外，還有和主流方向不同、沿旋轉(zhuǎn)主軸和徑向的二次流，模擬與試驗(yàn)整體上的效果一致，達(dá)到設(shè)計(jì)與模擬的互驗(yàn)性。