بررسی تاثیر بافل عمودی بر رفتارهای هیدرودینامیکی مخازن همزن‌دار

غلامی, شعیب; مینائی, سعید; مهدویان, علیرضا

doi:10.22034/jrmam.2023.14113.630

بررسی تاثیر بافل عمودی بر رفتارهای هیدرودینامیکی مخازن همزن‌دار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

شعیب غلامی ¹

سعید مینائی ²

علیرضا مهدویان ³

¹ دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مکانیک بیوسیستم، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

² استاد، گروه مکانیک بیوسیستم، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

³ استادیار، گروه مکانیک بیوسیستم، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

https://doi.org/10.22034/jrmam.2023.14113.630

چکیده

مخازن همزن‌دار دارای کاربردهای وسیعی در صنایع غذایی، شیمیایی و معدنی هستند. بنابراین شناخت دقیق رفتار هیدرودینامیک سیال موجود در این مخازن امری ضروری محسوب می‌گردد. از جمله مشکلاتی که در مخازن همزن‌دار به وجود می‌آید می‌توان به ایجاد گرداب درون مخزن به هنگام کار در سرعت‌های بالا اشاره کرد که موجب عدم اختلاط مناسب می‌شود. در این پژوهش با اضافه نمودن بافل به جداره داخلی مخزن، میدان جریان و پدیده گرداب مورد بررسی قرارگرفت. هدف از تحقیق حاضر بررسی تاثیر بافل بر تغییرات سرعت شعاعی و انرژی جنبشی آشفته به کمک دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) است. در این بررسی مشاهده شد که اضافه نمودن بافل به دیواره مخزن موجب می‏شود تا جریان شعاعی گسترش یافته و امکان همزنی تا دیواره مخزن را فراهم آورد. افزون برآن، مشاهده شد که جریان عمودی نیز به طور مشخص گسترش یافته است که افزایش آشفتگی در سیال را به دنبال دارد. بر اساس نتایج، انرژی جنبشی آشفته برای مخازن بافل‌دار و بدون بافل به ترتیب m2/s3 0.00957 و m2/s3 0.0112 بوده و نرخ اتلاف انرژی به ترتیب m2/s3 0.955و m2/s3 0.805 بدست آمد. با افزایش سرعت در نزدیکی پره، میزان آشفتگی افزایش یافته که موجب فراهم نمودن انرژی لازم برای اختلاط هرچه بیشتر مواد اولیه گردید و همچنین از حرکت دورانی سیال که موجب کاهش کیفیت همزنی است، جلوگیری شده است.

کلیدواژه‌ها

مخزن

همزن

دینامیک سیالات محاسباتی

تیغه

انرژی

موضوعات