Hydrodynamic Study in a Cone Bottom Stirred Tank Using Computational Fluid Dynamics

سال انتشار: 1402
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 267

فایل این مقاله در 17 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JAFM-16-10_010

تاریخ نمایه سازی: 11 شهریور 1402

چکیده مقاله:

Stirred tanks are often used in industrial applications to store and process liquids and solids. However, these systems have become an increasing challenge to improve and optimize these processes. Computational Fluids Dynamics (CFD) simulation predicts complex phenomena as hydrodynamics system performance. An optimal solution is found using an effective mesh scheme and selecting appropriate boundary conditions. This work aims to validate and describe the distribution velocities inside the tank using a rigorous turbulence model. Stirred tank with a diameter of ۲۷ cm and an oval cone tip using a Rushton impeller (radial impeller) and a ۴-blade impeller inclined at ۴۵° (axial impeller) are performed. For both cases, hydrodynamics in the bottom tank is analyzed. In addition, the power and the pumping numbers for each impeller are studied. The overall results show that at the tip of the oval cone, the asymmetry in the mesh is improved, and the divergence in the solution is avoided. Also, the cone designer increased the turbulent kinetic energy, which can enhance the mixture process. A decrease in power impeller is shown when the axial type is applied at low Reynolds numbers; however, when the cone is introduced inside the tank and a radial impeller type is used, the impeller power values are increased. The overall results of CFD simulation are compared to experimental data and provide similar values with an absolute deviation below ۴.۴۶ %.

نویسندگان

L. F. Cardona

Pulp and Paper Research Group, Faculty of Chemical Engineering, Universidad Pontificia Bolivariana, Medellín ۵۶۰۰۶, Colombia

J. E. Arismendy

Pulp and Paper Research Group, Faculty of Chemical Engineering, Universidad Pontificia Bolivariana, Medellín ۵۶۰۰۶, Colombia

G. C. Quintana

Pulp and Paper Research Group, Faculty of Chemical Engineering, Universidad Pontificia Bolivariana, Medellín ۵۶۰۰۶, Colombia

H. H. Alzate

Pulp and Paper Research Group, Faculty of Chemical Engineering, Universidad Pontificia Bolivariana, Medellín ۵۶۰۰۶, Colombia

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Ansys Fluent ۱۲. (۲۰۰۹). Fluid Simulation Software. (version ۱۲) [software]. ...
  • Devi, T. T., & Kumar, B. (۲۰۱۲). CFD simulation of ...
  • el Mezaini, N. (۲۰۰۶). Effects of soil-structure interaction on the ...
  • Khapre, A., & Munshi, B. (۲۰۱۴). Numerical comparison of Rushton ...
  • Mendoza-Escamilla, V. X., Alonzo-García, A., Mollinedo, H. R., González-Neria, I., ...
  • Prabhu, M., Sreenath, K., Ajith Kumar, R., Jayakumar, J. S., ...
  • Van den Akker, H. E. (۲۰۰۶). The details of turbulent ...
  • Wu, H., & Patterson, G. K. (۱۹۸۹). Laser-Doppler measurements of ...
  • نمایش کامل مراجع