شبیه‌سازی CFD برای بررسی کیفیت اختلاط به‌وسیلۀ همزن‌هایی با تیغه‌هایی به‌اشکال هندسی مختلف

نویسندگان

1 پژوهشگاه حوزه و دانشگاه

2 دانشگاه علوم پزشکی تهران

doi
10.22034/ijche.2024.446615.1402
چکیده

طراحی بهینۀ مخازن همزن‌دار به‌منظور افزایش میزان اختلاط در صنایع، بسیار مهم است. این تحقیق، به بررسی تأثیر مشخصه‌های عملیاتی مختلف، مانند نوع و زاویۀ پره‌های همزن و هم‌چنین، دور همزن بر میزان اختلاط اختصاص‌داده‌شد. چهار نوع مختلف پره، شامل: راشتون، اسمیت توربین، راشتون برگشتی و پروانۀ برگشتی طراحی و در دورهای 20، 40 و 60 دوربردقیقه و هم‌چنین، در سرعت ‌ های مختلف جریان ورودی به مخزن؛ شامل 0/028، 0/03، 0/04 و 0/05 متربرثانیه به ‌ منظور بررسی عملکرد اختلاط با روش دینامیک سیالات محاسباتی مدل ‌ سازی ‌ شد. نتایج نشان ‌ داد که در بین مدل ‌ های طراحی ‌ شده، پرۀ راشتون برگشتی بهترین میزان اختلاط و نزدیک‌ترین رفتار را نسبت ‌ به حالت آرمانی دارد که درنسبت زمان اختلاط به زمان ماند ( θ ) برابربا 3، نسبت اختلاط آن برابربا 0/083879 تعیین ‌ شد. هم‌چنین، مشاهده ‌ شد که با افزایش سرعت ورودی، شیب تغییرات اختلاط نیز تندتر شده ‌ است. مشاهده ‌ شد که پرۀ راشتون برگشتی، کمترین حساسیت را نسبت ‌ به تغییر دور درمقایسه ‌ با سه پرۀ ‌ دیگر ازخود نشان‌می‌دهد. ازمیان کلیۀ ‌ موارد مطالعه ‌ شده، بهترین میزان اختلاط برای پرۀ ‌ راشتون برگشتی در دور برابربا rpm 20 و سرعت 0/03 متربرثانیه به‌دست ‌ آمد.