本申请涉及化学原料加工，尤其是涉及一种聚乙烯醇树脂聚合釜内流动特性的仿真模拟方法。
背景技术：
1、当前聚乙烯醇生产大多采用电石乙炔法工艺路线，该工艺路线能耗高、污染大、产品质量不高。而乙烯法特种聚乙烯醇（pva）树脂具有质量好、纯度高、能耗低等优点。乙烯法聚乙烯醇装置以偶氮或者过氧化新戊酸叔丁酯（bpv）为引发剂，以甲醇为溶剂，醋酸乙烯（vac）、乙烯经引发剂进行溶液聚合生成聚醋酸乙烯，聚合液经醇解工序生产出聚乙烯醇产品。
2、聚醋酸乙烯的聚合过程是质量控制的关键之一，决定了聚合物分子量的分布、粒径的均匀性、杂质含量和质量的稳定性。搅拌式聚合釜是聚合反应的发生场所，高分子聚合物的合成过程中往往会出现因黏度增大而引起的传质传热不均、反应过程不易控制、产品质量不均一等问题，故聚合釜的流场特性对产品质量起着关键作用。而影响聚合釜内流场的流动特性的因素有很多，现有技术中缺乏基于多种因素影响下的聚合釜内流场的流动特性进行准确测量的方法。
技术实现思路
1、本申请的其中一个目的在于提供一种能够解决上述背景技术中至少一个缺陷的聚乙烯醇树脂聚合釜内流动特性的仿真模拟方法。
2、为达到上述的至少一个目的，本申请采用的技术方案为：一种聚乙烯醇树脂聚合釜内流动特性的仿真模拟方法，包括如下步骤：
3、s100：将不同结构的聚合釜和多种类型的搅拌桨进行组合，得到多组不同的聚合釜-搅拌桨组合并构建对应的三维仿真模型；
4、s200：选择符合要求的物料模型和流体模型，并通过算法对获得的聚合釜-搅拌桨组合进行压力速度耦合求解，得到具有最佳性能的聚合釜-搅拌桨组合；
5、s300：基于获得的最佳性能的聚合釜-搅拌桨组合，计算只有聚合物作为介质的稳态流场，将得到的稳态流场作为初始值进行非稳态计算，进而得到物料模型的停留时间分布；
6、s400：通过实验对仿真结果进行验证。
7、优选的，在步骤s200中，具有最佳性能的聚合釜的顶部为标准椭圆封头，底部为w底椭圆封头；具有最佳性能的搅拌桨组合包括双折叶桨和曲边直叶桨；其中，曲边直叶桨位于聚合釜的底部，双折叶桨的数量至少为一个，且间隔设置于曲边直叶桨的上方。
8、优选的，在步骤s200中，物料模型采用单一物料模型，流体模型采用κ-ε标准湍流模型；搅拌桨的桨叶运动采用多重参考系，通过simple算法进行压力速度耦合求解；其中，聚合釜的入口边界为进口流量，出口边界为出口压力，壁面采用标准壁面函数进行处理。
9、优选的，在进行步骤s300时，通过添加示踪剂以进行停留时间分布的模拟计算；示踪剂在稳态流场的计算收敛后于稳态流场的进口处瞬间添加；在进行非稳态计算时，监测流场出口处的示踪剂浓度；基于示踪剂从加入至浓度趋于设定值的持续时间进行停留时间分布的计算。
10、优选的，通过监测示踪剂从加入至浓度趋于0的持续时间进行停留时间分布的计算。
11、优选的，从示踪剂开始加入至浓度趋于设定值的持续时间内，每间隔δti时间进行一次示踪剂的浓度监测，得到对应的示踪剂浓度ci；停留时间分布通过停留时间分布密度函数e(t)进行表示，具体的计算公式如下：
12、。
13、优选的，于步骤s300中，在获得停留时间分布后，通过对停留时间分布的离散度σt2以及当量全混釜数m进行计算以判断仿真结果的准确性，具体的计算公式如下：
14、；
15、；
16、；
17、其中，表示平均停留时间。
18、优选的，影响聚合釜内流动特性的因素包括聚合釜内流场分布结构、搅拌桨的转速、聚合釜内流体的流量以及聚合物的黏度；则在步骤s400中，对全部的聚合釜-搅拌桨组合进行实验以通过聚合釜内流场分布结构、搅拌桨的转速、聚合釜内流体的流量以及聚合物的黏度四个方面对仿真结果进行验证。
19、与现有技术相比，本申请的有益效果在于：
20、本申请通过对聚合釜内流体的流动特性进行仿真模拟，设计出符合中高黏特种pva树脂生产用连续搅拌式聚合釜及搅拌桨结构，能够实现物料的搅拌均匀，且传热效率高。
1.一种聚乙烯醇树脂聚合釜内流动特性的仿真模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的聚乙烯醇树脂聚合釜内流动特性的仿真模拟方法，其特征在于，在步骤s200中，具有最佳性能的聚合釜的顶部为标准椭圆封头，底部为w底椭圆封头；
3.如权利要求1所述的聚乙烯醇树脂聚合釜内流动特性的仿真模拟方法，其特征在于，在步骤s200中，物料模型采用单一物料模型，流体模型采用κ-ε标准湍流模型；
4.如权利要求1-3任一项所述的聚乙烯醇树脂聚合釜内流动特性的仿真模拟方法，其特征在于，在进行步骤s300时，通过添加示踪剂以进行停留时间分布的模拟计算；
5.如权利要求4所述的聚乙烯醇树脂聚合釜内流动特性的仿真模拟方法，其特征在于，通过监测示踪剂从加入至浓度趋于0的持续时间进行停留时间分布的计算。
6.如权利要求4所述的聚乙烯醇树脂聚合釜内流动特性的仿真模拟方法，其特征在于，从示踪剂开始加入至浓度趋于设定值的持续时间内，每间隔δti时间进行一次示踪剂的浓度监测，得到对应的示踪剂浓度ci；
7.如权利要求6所述的聚乙烯醇树脂聚合釜内流动特性的仿真模拟方法，其特征在于，于步骤s300中，在获得停留时间分布后，通过对停留时间分布的离散度σt2以及当量全混釜数m进行计算以判断仿真结果的准确性，具体的计算公式如下：
8.如权利要求1所述的聚乙烯醇树脂聚合釜内流动特性的仿真模拟方法，其特征在于，影响聚合釜内流动特性的因素包括聚合釜内流场分布结构、搅拌桨的转速、聚合釜内流体的流量以及聚合物的黏度；
