An investigation into three dimensional turbulent flow of newtonian liquid in stirred tanks mixers
Joint Authors
Hadi, Nizar Jawad
Husayn, Ihsan Y.
Source
Issue
Vol. 16, Issue 1 (31 Mar. 2010), pp.4653-4671, 19 p.
Publisher
University of Baghdad College of Engineering
Publication Date
2010-03-31
Country of Publication
Iraq
No. of Pages
19
Main Subjects
Topics
Abstract AR
هذا البحث يتعلق بالدراسة العملية لجريان سائل نيوتيوني أثناء عملية خلطه باستخدام تأثير عوامل مختلفة في خخزان يدور فيه السائل بواسطة ريشة مسطحة.
تصميم ثلاثي الأبعاد لعملية الخلط تمت محاكاته في هذا البحث.
العوامل المؤثرة التي استخدمت في التصميم ثلاثي الأبعاد هي السرعة الدورانية، قطر الريشة.
معادلة الاستمرارية، الزخم، و الاضطراب تم حلها بواسطة Ansys package FLOTRAN / CFD و التي استندت إلى طريقة العناصر المحددة .F .E.
method في الجانب العملي من البحث، طريقتان لتصوير جريان السائل استخدمت في هذا البحث الطريقة الأولى هي طريقة تصوير تفاعل الحامض مع القاعدة و الثانية هي طريقة تصوير توزيع الجزيئات.
مواد كيميائية مختلفة استخدمت في الطريقة الأولى هيدروكسيد الصوديوم NAOH كقاعدة، حامض الكبريتيك H2SO4 كحامض، و المثيل الأحمر Methely red ككاشف بينما جزيئات بلاستيكية استخدمت في الطريقة الثانية.
النتائج للتصميم ثلاثي الأبعاد أظهرت إن السرعة الدورانية أثرت بشكل مباشر على مناطق الخلط حيث أن تقليل السرعة إلى النصف أدى إلى تقليل مناطق الخلط تقريبا إلى النصف و بشكل واضح زيادة القطر أثرت على عملية الخلط.
في الجانب العملي طريقة تصوير تفاعل الحامض مع القاعدة أظهرت إن مناطق الخلط قلت بسبب نقصان السرعة الدورانية اعتمادا على توزيع الألوان الأصفر و الأحمر و التي توصف مناطق الخلط الجيدة و الغير الجيدة على التوالي.
مناطق الخلط تتركز مباشرة فوق و تحت الريشة بسبب زيادة القطر.
طريقة توزيع الجزيئات أظهرت إن مناطق الخلط تقل نتيجة لتقليل السرعة الدورانية، بينما تتركز فوق و تحت الريشة بسبب زيادة القطر.
النتائج أظهرت توافق جيد بين الجانب النظري و العملي في دراسة تأثير السرعة الدورانية و قطر الريشة.
Abstract EN
The present work is concerned with the theoretical and experimental investigation of flow pattern of Newtonian fluid in liquid mixing process in stirred tank with flat blade impeller.
A three-dimensional model for mixing process was simulated.
The effected parameters are rotation speed and impeller diameter.
Continuity, momentum, and turbulent equations were solved by ANSYS package software 5.4 code with FLOTRAN / CFD based on Finite Element method.
In the experimental work, two visualization methods are used in this work, the first method is the acid-base reaction visualization method and the second is the particle distribution visualization method.
Different chemical materials were used in the first method, as a base, as acid and Methyl red as indicator, while polymer particles were used in the second method.
The results of 3D model showed that the speed rotation directly affected the mixing zones, where the speed reduction by half decreasing the mixing zones approximately by half.
Also the impeller diameter increasing clearly affected the mixing process where the mixing zones concentrated directly above and below the impeller.
In the experimental work, the acid-base reaction visualization method showed that the mixing zones decreased due to the rotation speed reduction depend on the red and yellow colors, which describe the good mixing and poor mixing zones respectively.
The mixing zones were concentrated directly above and below the impeller due to the impeller diameter increasing.
The particles distribution method showed that the mixing zones decreased due to the speed reduction, while the mixing zones concentrated directly above and below the impeller due to the impeller diameter increasing.
The results showed a good agreement between the theoretical and experimental works in studying the effect of rotating speed, and impeller diameter.
American Psychological Association (APA)
Husayn, Ihsan Y.& Hadi, Nizar Jawad. 2010. An investigation into three dimensional turbulent flow of newtonian liquid in stirred tanks mixers. Journal of Engineering،Vol. 16, no. 1, pp.4653-4671.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-288585
Modern Language Association (MLA)
Husayn, Ihsan Y.& Hadi, Nizar Jawad. An investigation into three dimensional turbulent flow of newtonian liquid in stirred tanks mixers. Journal of Engineering Vol. 16, no. 1 (Mar. 2010), pp.4653-4671.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-288585
American Medical Association (AMA)
Husayn, Ihsan Y.& Hadi, Nizar Jawad. An investigation into three dimensional turbulent flow of newtonian liquid in stirred tanks mixers. Journal of Engineering. 2010. Vol. 16, no. 1, pp.4653-4671.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-288585
Data Type
Journal Articles
Language
English
Notes
Includes appendices : p. 4662-4671
Record ID
BIM-288585