CN114029021B - 一种聚偏氟乙烯微米级颗粒制备过程中物料运动情况的分析方法 - Google Patents

一种聚偏氟乙烯微米级颗粒制备过程中物料运动情况的分析方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于数据模拟技术领域，提供了一种聚偏氟乙烯微米级颗粒制备过程中物料运动情况的分析方法。本发明提供的分析方法，根据实际生产过程中的物料添加顺序，将制备过程分为搅拌前期、搅拌中期和搅拌后期，采用多重参考系模型处理搅拌前期、搅拌中期和搅拌后期中搅拌器的搅拌叶片和反应釜之间的相互作用，能有效反映出聚偏氟乙烯微米级颗粒制备过程的物料在不同阶段中的运动情况，为工程实际生产过程提供有效的理论指导。

Description

一种聚偏氟乙烯微米级颗粒制备过程中物料运动情况的分析方法
技术领域
本发明涉及数值计算技术领域，尤其涉及一种聚偏氟乙烯微米级颗粒制备过程中物料运动情况的分析方法。
背景技术
聚偏氟乙烯颗粒作为化工生产的重要原材料在化工生产以及国民经济中占有重要地位。评价聚偏氟乙烯颗粒质量的重要指标是粒径分布以及颗粒球形度，粒径越集中、球形度越高聚偏氟乙烯颗粒产品质量越高。
而评价聚偏氟乙烯颗粒的粒径分布和颗粒球形度主要受制备过程中搅拌情况的影响。
现有的聚偏氟乙烯颗粒生产过程的数值模拟，仅限于气液两相的搅拌混合，其气液两相的含量及比例均为固定的且没有变化的，虽然可以模拟出气液两相流的变化过程，但是与实际生产过程差距较大，无法真实反映出搅拌釜内流场的变化。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种聚偏氟乙烯微米级颗粒制备过程中物料运动情况的分析方法。本发明提供的分析方法能够准确反映聚偏氟乙烯微纳米级颗粒实际生产过程中带有搅拌器反应釜内的流程变化情况。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种聚偏氟乙烯微米级颗粒制备过程中物料运动情况的分析方法，所述聚偏氟乙烯微米级颗粒的制备过程在带有所述搅拌器的反应釜内进行，包括以下步骤：
对搅拌器进行三维建模，得到搅拌器的计算域；
对所述搅拌器的计算域进行网格划分，得到静止域和旋转域；
对聚偏氟乙烯微米级颗粒的制备过程进行CFD量化分析，将所述制备过程划分为搅拌前期、搅拌中期和搅拌后期；
基于搅拌前期、搅拌中期和搅拌后期的控制方程、多相流模型、湍流模型、定界条件和搅拌条件，进行非定常计算，得到非定常计算结果；所述非定常计算结果包括搅拌前期、搅拌中期和搅拌后期的流线图、速度云图、各相体积分数分布图、湍动能图以及速度矢量图；
对所述非定常计算结果进行分析，得到聚偏氟乙烯微米级颗粒制备过程中物料运动情况；
所述搅拌前期、搅拌中期和搅拌后期的控制方程、多相流模型、湍流模型和定界条件如表1所示：
表1搅拌前期、搅拌中期和搅拌后期的控制方程、多相流模型、湍流模型和定界条件
Figure BDA0003387339520000021
优选地，所述聚偏氟乙烯微米级颗粒的制备过程包括以下步骤：
(1)在所述带有搅拌器的反应釜内加入水和助溶剂，然后加入水冲洗管道；
(2)加入VDF单体，升温至反应温度；
(3)加入引发剂，冲水开始反应。
优选地，所述助溶剂包括羟乙基纤维素；所述引发剂包括二异丙基过氧化二碳酸酯。
优选地，所述搅拌前期为气液分层阶段：反应釜内由下至上依次为水、助剂和VDF饱和蒸汽三种介质，三种介质为分层状态，所述助剂由助溶剂和引发剂构成；
所述搅拌中期为气液混合阶段：反应釜内由下至上依次为水和VDF的混合液、VDF饱和蒸汽两种介质，两种介质为混合均匀状态；
所述搅拌后期为气固液反应阶段：反应釜内由下至上依次为颗粒物质、液体和气体。
优选地，所述搅拌前期、搅拌中期和搅拌后期的介质种类和介质含量如表2所示：
表2搅拌前期、搅拌中期和搅拌后期的介质种类和介质含量
Figure BDA0003387339520000031
优选地，所述搅拌器包括三层叶片；所述三层叶片的上下两层为3叶对称式推进桨叶，所述三层叶片的中层桨叶为剪切圆盘叶片或开启涡轮式叶片。
优选地，所述搅拌条件包括：所述搅拌前期的时间步长为0.0909s，计算步数为1650步；
所述搅拌中期的时间步长为0.0909s，计算步数为2475步；
所述搅拌后期的时间步长为0.0909s，计算步数为1650步。
优选地，所述非定常计算还包括以下参数：
静止域和旋转域通过interface进行数据交换；
所述搅拌器的旋转方向为顺时针旋转；
设定重力方向为Z轴正方向。
优选地，所述分析包括：
分析搅拌前期的流线图、速度云图以及各相体积分数分布图，得出搅拌前期气液两相分布情况、气液演化情况以及到达混合均匀时间；
分析搅拌中期的速度矢量图、流线图以及速度云图，得出搅拌中期气液两相混合稳定情况下的反应釜内各部分速度分布以及各部分速度大小；
分析搅拌后期的湍动能图、速度云图以及各相体积分数分布图，得出搅拌后期气固液三相混合演化情况、搅拌器的搅拌叶片对介质作用效果达到混合均匀时间。
优选地，所述网格划分为：所述搅拌器的搅拌叶片及挡板处进行局部网格加密，其余部分计算域的网格尺度进行增大；
所述旋转域为搅拌器的搅拌叶片，其余部分为静止域。
本发明提供了一种聚偏氟乙烯微米级颗粒制备过程中物料运动情况的分析方法，所述聚偏氟乙烯微米级颗粒的制备过程在带有所述搅拌器的反应釜内进行，包括以下步骤：对搅拌器进行三维建模，得到搅拌器的计算域；对所述搅拌器的计算域进行网格划分，得到静止域和旋转域；对聚偏氟乙烯微米级颗粒的制备过程进行CFD量化分析，将所述制备过程划分为搅拌前期、搅拌中期和搅拌后期；基于搅拌前期、搅拌中期和搅拌后期的控制方程、多相流模型、湍流模型、定界条件和搅拌条件，进行非定常计算，得到非定常计算结果，所述非定常计算结果包括搅拌前期、搅拌中期和搅拌后期的流线图、速度云图、各相体积分数分布图、湍动能图以及速度矢量图；对所述非定常计算结果进行分析，得到聚偏氟乙烯微米级颗粒制备过程中物料运动情况；所述搅拌前期、搅拌中期和搅拌后期的控制方程、多相流模型、湍流模型和定界条件如表1所示。本发明提供的分析方法，根据实际生产过程中的物料添加顺序，将聚偏氟乙烯微米级颗粒的制备过程分为搅拌前期、搅拌中期和搅拌后期，按照表1的参数，采用多重参考系模型处理搅拌前期、搅拌中期和搅拌后期中搅拌器的搅拌叶片和反应釜之间的相互作用，能有效反映出聚偏氟乙烯微米级颗粒制备过程的物料在不同阶段中的运动情况，为工程实际生产过程提供有效的理论指导。
附图说明
图1为3叶对称式推进桨叶的三维模型图；
图2为剪切圆盘叶片的三维模型图；
图3为开启涡轮式叶片的三维模型图；
图4为搅拌器中层桨叶为剪切圆盘叶片的反应釜示意图；
图5为搅拌器中层桨叶为开启涡轮式叶片的反应釜示意图；
图6为各个搅拌时期的介质分布图；
图7为搅拌初期速度分布云图；
图8为搅拌初期的气体体积分布云图；
图9为搅拌初期的速度流线图；
图10为搅拌器各层叶片截面速度分布图；
图11为搅拌中期叶片处速度矢量正视图；
图12为搅拌初期、搅拌中期和搅拌后期三阶段的各相介质体积分数变化图。
具体实施方式
本发明提供了一种聚偏氟乙烯微米级颗粒制备过程中物料运动情况的分析方法，所述聚偏氟乙烯微米级颗粒的制备过程在带有所述搅拌器的反应釜内进行，包括以下步骤：
对搅拌器进行三维建模，得到搅拌器的计算域；
对所述搅拌器的计算域进行网格划分，得到静止域和旋转域；
对聚偏氟乙烯微米级颗粒的制备过程进行CFD量化分析，将所述制备过程划分为搅拌前期、搅拌中期和搅拌后期；
基于搅拌前期、搅拌中期和搅拌后期的控制方程、多相流模型、湍流模型、定界条件和搅拌条件，进行非定常计算，得到非定常计算结果，所述非定常计算结果包括搅拌前期、搅拌中期和搅拌后期的流线图、速度云图、各相体积分数分布图、湍动能图以及速度矢量图；
对所述非定常计算结果进行分析，得到聚偏氟乙烯微米级颗粒制备过程中物料运动情况；
所述搅拌前期、搅拌中期和搅拌后期的控制方程、多相流模型、湍流模型和定界条件如表1所示。
在本发明中，如无特殊说明，本发明所用原料均优选为市售产品。
本发明对搅拌器进行三维建模，得到搅拌器的计算域。
在本发明中，所述三维建模的软件优选为三维绘图软件Pro/E。
得到搅拌器的计算域后，本发明对所述搅拌器的计算域进行网格划分，得到静止域和旋转域。
在本发明中，所述网格划分的软件优选为ICEM CFD。在本发明中，所述网格划分的过程中，所述搅拌器的搅拌叶片及挡板处优选进行局部网格加密，其余部分计算域的网格尺度优选进行增大；本发明对所述局部网格加密和其余部分计算域的网格尺寸进行增大的程度没有要求，本领域技术人员根据实际情况进行选择即可。在本发明中，所述旋转域优选为搅拌器的搅拌叶片，其余部分优选为静止域。
本发明对聚偏氟乙烯微米级颗粒的制备过程进行CFD量化分析，将所述制备过程划分为搅拌前期、搅拌中期和搅拌后期。
在本发明中，所述聚偏氟乙烯微米级颗粒的制备过程优选包括以下步骤：
(1)在带有搅拌器的反应釜内加入水和助溶剂，然后加入水冲洗管道；
(2)加入VDF单体，升温至反应温度；
(3)加入引发剂，冲水开始反应。
本发明对所述助溶剂的种类不做具体限定，本领域技术人员根据实际情况进行选择即可，在本发明的具体实施例中，所述助溶剂优选包括羟乙基纤维素。在本发明中，所述引发剂优选包括二异丙基过氧化二碳酸酯。本发明对所述水、助溶剂的用量、冲洗管道用水、VDF单体、反应温度、引发剂的用量均不作具体限定，本领域根据实际情况进行选择即可。在本发明的具体实施例中，所述搅拌器优选包括三层叶片；所述三层叶片的上下两层优选为3叶对称式推进桨叶，所述三层叶片的中层桨叶优选为剪切圆盘叶片或开启涡轮式叶片
在本发明中，所述搅拌前期优选为气液液分层阶段：所述反应釜内由下至上依次为水、助剂和VDF饱和蒸汽三种介质，所述助剂由助溶剂和引发剂构成；三种介质为分层状态。在本发明中，所述搅拌中期优选为气液混合阶段：反应釜内由下至上依次为水和VDF的混合液、VDF饱和蒸汽两种介质，两种介质为混合均匀状态。在在本发明中，所述搅拌后期优选为气固液反应阶段：反应釜内由下至上依次为颗粒物质、液体和气体。
在本发明的具体实施例中，所述搅拌前期、搅拌中期和搅拌后期的介质种类和介质含量如表2所示：
本发明基于搅拌前期、搅拌中期和搅拌后期的控制方程、多相流模型、湍流模型、定界条件和搅拌条件，进行非定常计算，得到非定常计算结果，所述非定常计算结果包括搅拌前期、搅拌中期和搅拌后期的流线图、速度云图、各相体积分数分布图、湍动能图以及速度矢量图。
在本发明中，所述搅拌前期、搅拌中期和搅拌后期的控制方程、多相流模型、湍流模型和定界条件如表1所示。
在本发明中，表1中的考虑是指在利用软件进行计算的时候，勾选相应选项。
在本发明中，所述搅拌前期优选为气液分层阶段：所述反应釜内由下至上依次为水、助剂和VDF饱和蒸汽三种介质，所述助剂由助溶剂和引发剂构成；三种介质为分层状；所以处理搅拌前期搅拌器的搅拌叶片和反应釜之间的相互作用优选使用湍流模型和气液两相流模型态。在本发明中，所述搅拌中期优选为气液混合阶段：反应釜内由下至上依次为水和VDF的混合液、VDF饱和蒸汽两种介质，两种介质为混合均匀状态；所以处理搅拌中期搅拌器的搅拌叶片和反应釜之间的相互作用优选使用湍流模型和气液两相流模型。在本发明中，所述搅拌后期优选为气固液反应阶段：反应釜内由下至上依次为颗粒物质、液体和气体；所以处理搅拌后期搅拌器的搅拌叶片和反应釜之间的相互作用优选使用湍流模型和气固液三相流模型。
在本发明中，所述非定常计算优选还包括以下参数：
静止域和旋转域优选通过interface进行数据交换。
在本发明中，所述搅拌器的旋转方向优选为顺时针旋转。
在本发明中，设定重力方向优选为Z轴正方向。
在本发明中，所述搅拌条件包括：所述搅拌前期的时间步长优选为0.0909s，计算步数优选为1650步。在本发明中，所述搅拌中期的时间步长优选为0.0909s，计算步数优选为2475步。在本发明中，所述搅拌后期的时间步长优选为0.0909s，计算步数优选为1650步。
在本发明中，所述非定常计算中，数值计算控制方法优选包括：
1、基本控制方程
N-S方程是解决流体流动问题的理论基础，其遵循质量守恒、能量守恒和动量守恒。其控制方程的基本形式如下：
Figure BDA0003387339520000081
式中：ρ为流体密度；v为速度；t为时间；D为扩散系数；S为广义源项，代表那些不能包括到控制方程的非稳态项，对流项与扩散项中的所有其它各项之和，动量方程中包括重力、多相流相间作用力等，能量方程中包括化学反应热以及其他用户定义的体积热源项，
Figure BDA0003387339520000082
为散度符号，
Figure BDA0003387339520000083
为通用变量，可以代表u、v、w、T等求解变量。
2、湍流模型
由于RNG k-ε湍流模型与流体的流动状态有关。而且在该模型中能够改善精度并考虑了流体的旋转流动，在处理高应变率和流体的弯曲程度较大具有较好的适用能力。
RNG k-ε模型通过对粘度项进行修正，以体现出小尺度涡流的运动，控制方程中去除了小尺度运动项，增大了该模型的适用范围。所得到的k和ε的运输方程如下式所示：
Figure BDA0003387339520000084
Figure BDA0003387339520000085
Figure BDA0003387339520000086
式中：ui为时均速度，μt为湍动粘度，k为湍动能，μ流体动力粘度，Cμ为经验常数，ε为湍流耗散率，Gk是由于平均速度梯度引起的湍动能k的产生项，C1ε、C2ε为经验常数，Eij为时均应变率，β为热膨胀系数。
3、混合模型
混合模型是一种简化版的欧拉模型，求解混合相连续方程、动量方程、能量方程以及第二相的体积分数方程。该模型允许相间的贯穿渗透，具有可以模拟没有相间相对速度、相间高耦合的均匀多相流的优点，常用于气泡流、旋风分离器、气相容很低的泡状流等。
Mixture模型中，连续方程、动量方程和能量方程如下所示：
连续方程为：
Figure BDA0003387339520000091
式中：
Figure BDA0003387339520000092
是质量平均速度，ρm是混合密度，αk是第k相的体积分数。
动量方程：
Figure BDA0003387339520000093
式中：n是相数，
Figure BDA0003387339520000094
是体积力，μm是混合粘性，g为重力加速度，udr，k是次级相k的滑移速度
4、Eulerian多相流模型
对于固液两相流，假定不存在反应和相变，不考虑温度场能量特性，控制方程如下：
(1)连续方程：
液体相：
Figure BDA0003387339520000095
颗粒相：
Figure BDA0003387339520000101
式中：下标f和s分别代表流体相和固体颗粒相；αf和αs分别为流体相和颗粒相的体积分数；ρf和ρs分别为流体相和颗粒相的密度；uf和us分别为流体相和颗粒相的速度矢量；Sf和Ss分别为流体相和颗粒相源项；可通过自定义方式指定，缺省条件下均为0。
(2)动量方程
流体相：
Figure BDA0003387339520000102
颗粒相：
Figure BDA0003387339520000103
式中：g为重力加速度矢量；ps为颗粒压力；τf和τs分别为流体应力张量和颗粒应力张量；β为相间动量交换系数，决定曳力大小；Fsf和Ffs为流体相和颗粒相之间的附加相间作用力之和，Fsf和Ffs大小相等、方向相反。动量方程左端两项分别为由流场不稳定性导致的瞬态相、由流场非均匀导致的迁移项，右端五项依次为压力梯度项、重力项、黏性力项、曳力项和附加项间作用力项。其中，附加相间作用力项包括除曳力之外的虚拟质量力、升力、湍流扩散力等。
在本发明中，进行非定常计算时，控制方程采用二阶离散格式可以减小数值计算截断误差的影响，提高计算精度。RNG k-ε模型在数值模拟中考虑了流体的旋转流动，在处理高应变率和流体的弯曲程度较大具有较好的适用能力，为三个阶段的速度分布计算结果提供准确性保障；Mixture模型具有允许相间的贯穿渗透，可以模拟没有相间相对速度、相间高耦合的均匀多相流的优点，为一、二阶段中各相体积分数分布的计算结果提供准确性保障；Eulerian模型的每一相的求解通过建立一组包括m个的动量方程和连续方程来实现，允许对多个独立但相互作用的相进行建模，相可以是液体、气体或几乎任何组合的固体。此种特性能够满足气固液三相的模拟，尤其固相是颗粒的情况。对第三阶段中固体颗粒的速度分布、体积分布以及固相体积分数分布的计算结果提供准确性保障。
得到非定常计算结果后，本发明对所述非定常计算结果进行分析，得到聚偏氟乙烯微米级颗粒制备过程中物料运动情况。
在本发明中，所述分析优选包括：
在本发明中，分析搅拌前期的流线图、速度云图以及各相体积分数分布图，得出搅拌前期气液两相分布情况、气液演化情况以及到达混合均匀时间。
在本发明中，分析搅拌中期的速度矢量图、流线图以及速度云图，得出搅拌中期气液两相混合稳定情况下的反应釜内各部分速度分布以及各部分速度大小。
在本发明中，分析搅拌后期的湍动能图、速度云图以及各相体积分数分布图，得出搅拌后期气固液三相混合演化情况、搅拌器的搅拌叶片对介质作用效果达到混合均匀时间。
下面结合实施例对本发明提供的聚偏氟乙烯微米级颗粒制备过程中物料运动情况的分析方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
(1)4.5m3带有搅拌器的反应釜总长为3528mm，直径1400mm，为气固液三相搅拌反应釜；搅拌器为三层搅拌叶片，上下两层选用3叶对称式推进桨叶，中层桨叶分别采用剪切圆盘叶片或开启涡轮式叶片两种不同的方案。所述3叶对称式推进桨叶的三维模型图如图1所示；剪切圆盘叶片的三维模型图如图2所示；开启涡轮式叶片的三维模型图如图3所示。图4为搅拌器中层桨叶为剪切圆盘叶片的反应釜示意图；图5为搅拌器中层桨叶为开启涡轮式叶片的反应釜示意图。
(2)在上述搅拌反应釜内加入纯水2790L，加入77.5L助溶剂羟乙基纤维素(58.12kg)，加入30L纯水冲洗管道；然后加入VDF单体1350kg，升温至反应温度(40℃)；再加入22.5L引发剂，引发剂加入后1h开始放热，进行反应3h，出料，反应转化率以85％计算。
根据聚偏氟乙烯微米级颗粒的制备过程进行量化分析，分为搅拌前期、搅拌中期和搅拌后期。
搅拌前期：占釜内体积40％的水，100L助剂(77.5L的助溶剂羟乙基纤维素+22.5L的二异丙基过氧化二碳酸酯(IPP))，其余部分为气体。此阶段气-液-液介质为分层状态搅拌至混合均匀状态。
搅拌中期：占釜内体积60％的水，40％的饱和偏氟乙烯蒸汽，此阶段为气液混合均匀状态。
搅拌后期：占釜内体积34％的聚偏氟乙烯颗粒，41％的水，25％的饱和偏氟乙烯蒸汽，此阶段为气-固-液分层阶段搅拌至混合均匀阶段。
各个搅拌时期的介质分布图如图6所示，各介质的属性如表3所示。
表3不同搅拌时期各部分的介质属性
Figure BDA0003387339520000121
在搅拌后期PVDF颗粒的直径为150μm，密度为1500kg/m3。
(3)采用三维绘图软件Pro/E对搅拌器进行三维建模，得到搅拌器的计算域；采用ICEM CFD对搅拌器的计算域进行网格划分，划分为静止域和旋转域；旋转域为上、中、下三层叶片，其余部分为静止域。对搅拌叶片及挡板处进行局部网格加密，对其余部分计算域的网格尺度进行适度增大。
(4)非定常计算中，湍流模型为RNG k-ε模型，气液两相流模型为Mixture模型，气固液三相流模型为Eulerian模型，设置水为主相，其余介质为第二相。在Fluent中对不同介质所属区域进行标记，压力和速度的耦合采用SIMPLE算法。扩散项的离散采用二阶中心差分格式，对流项、湍动能与耗散率输运方程的离散均采用二阶迎风格式。壁面无滑移，近壁区采用标准壁面函数来处理；设定所述搅拌前期的时间步长为0.0909s，计算步数为1650步；所述搅拌中期的时间步长为0.0909s，计算步数为2475步；所述搅拌后期的时间步长为0.0909s，计算步数为1650步，得到搅拌初期速度分布云图如图7所示，搅拌初期的气体体积分布云图如图8所示，搅拌初期的速度流线图如图9所示，搅拌器各层叶片截面速度分布图如图10所示，搅拌中期叶片处速度矢量正视图如图11所示，搅拌初期、搅拌中期和搅拌后期三阶段的各相介质体积分数变化图如图12所示。
(5)通过对上述各图谱的分析及具体实施方式部分的数值计算控制方法，得出以下结论：
搅拌初期：54s后在釜内形成较为稳定的循环流，气液两相在72s后基本混合均匀
搅拌中期：呈现混合均匀状态，上下环流的平均速度为2.62m/s，搅拌釜轴向循环能力较强。
搅拌后期：90s后气固液三相基本混合均匀，中间叶片对流体的剪切作用较为突出。
上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种聚偏氟乙烯微米级颗粒制备过程中物料运动情况的分析方法，所述聚偏氟乙烯微米级颗粒的制备过程在带有搅拌器的反应釜内进行，其特征在于，包括以下步骤：
对所述搅拌器进行三维建模，得到搅拌器的计算域；
对所述搅拌器的计算域进行网格划分，得到静止域和旋转域；
对聚偏氟乙烯微米级颗粒的制备过程进行CFD量化分析，将所述制备过程划分为搅拌前期、搅拌中期和搅拌后期；
基于搅拌前期、搅拌中期和搅拌后期的控制方程、多相流模型、湍流模型、定界条件和搅拌条件，进行非定常计算，得到非定常计算结果；所述非定常计算结果包括搅拌前期、搅拌中期和搅拌后期的流线图、速度云图、各相体积分数分布图、湍动能图以及速度矢量图；
对所述非定常计算结果进行分析，得到聚偏氟乙烯微米级颗粒制备过程中物料运动情况；
所述聚偏氟乙烯微米级颗粒的制备过程包括以下步骤：
(1)在所述带有搅拌器的反应釜内加入水和助溶剂，然后加入水冲洗管道；
(2)加入VDF单体，升温至反应温度；
(3)加入引发剂，冲水开始反应；
所述搅拌前期为气液分层阶段：反应釜内由下至上依次为水、助剂和VDF饱和蒸汽三种介质，三种介质为分层状态，所述助剂由助溶剂和引发剂构成；
所述搅拌中期为气液混合阶段：反应釜内由下至上依次为水和VDF的混合液、VDF饱和蒸汽两种介质，两种介质为混合均匀状态；
所述搅拌后期为气固液反应阶段：反应釜内由下至上依次为颗粒物质、液体和气体；
所述搅拌前期、搅拌中期和搅拌后期的控制方程、多相流模型、湍流模型和定界条件如表1所示：
表1搅拌前期、搅拌中期和搅拌后期的控制方程、多相流模型、湍流模型和定界条件
Figure FDA0003977140910000021
2.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述助溶剂包括羟乙基纤维素；所述引发剂包括二异丙基过氧化二碳酸酯。
3.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述搅拌前期、搅拌中期和搅拌后期的介质种类和介质含量如表2所示：
表2搅拌前期、搅拌中期和搅拌后期的介质种类和介质含量
Figure FDA0003977140910000022
4.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述搅拌器包括三层叶片；所述三层叶片的上下两层为3叶对称式推进桨叶，所述三层叶片的中层桨叶为剪切圆盘叶片或开启涡轮式叶片。
5.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述搅拌条件包括：所述搅拌前期的时间步长为0.0909s，计算步数为1650步；
所述搅拌中期的时间步长为0.0909s，计算步数为2475步；
所述搅拌后期的时间步长为0.0909s，计算步数为1650步。
6.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述非定常计算还包括以下参数：
静止域和旋转域通过interface进行数据交换；
所述搅拌器的旋转方向为顺时针旋转；
设定重力方向为Z轴正方向。
7.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述分析包括：
分析搅拌前期的流线图、速度云图以及各相体积分数分布图，得出搅拌前期气液两相分布情况、气液演化情况以及到达混合均匀时间；
分析搅拌中期的速度矢量图、流线图以及速度云图，得出搅拌中期气液两相混合稳定情况下的反应釜内各部分速度分布以及各部分速度大小；
分析搅拌后期的湍动能图、速度云图以及各相体积分数分布图，得出搅拌后期气固液三相混合演化情况、搅拌器的搅拌叶片对介质作用效果达到混合均匀时间。
8.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述网格划分为：所述搅拌器的搅拌叶片及挡板处进行局部网格加密，其余部分计算域的网格尺度进行增大；
所述旋转域为搅拌器的搅拌叶片，其余部分为静止域。
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