Prediction of turbulent fluid mixing in corrugated static mixers

• Autorzy: Montante G. , Coroneo M. , Magelli F. , Paglianti A.

Warianty tytułu

PL

Przewidywanie burzliwego mieszania w pofalowanych mieszalnikach statycznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This work deals with the analysis of the turbulent flow of Newtonian fluids in pipelines equipped with corrugated plate static mixers. The investigation is carried out by Computational Fluid Dynamics simulations based on the numerical solution of the Reynolds Averaged continuity, momentum and scalar transport equations coupled with the standard k‒ε turbulence model. The mixing characteristics of the SMV mixer in blending two miscible liquids having equal or different density are presented and the effects of different operating conditions are discussed. Finally, the effectiveness of the simulation results to provide guidelines for the optimization of the static mixing operating conditions and design are highlighted.

PL

Niniejszy artykuł poświęcony jest analizie burzliwego przepływu płynów newtonowskich przez przewód wyposażony w mieszalniki statyczne z pofalowanych płyt. Badania przeprowadzono, wykorzystując symulacje CFD oparte na numerycznym rozwiązaniu uśrednionych metodą Reynoldsa równań ciągłości, pędu i skalarnych równań przenoszenia, połączonych ze standardowym modelem burzliwości k‒ε. Charakterystyki mieszania mieszalnika statycznego SMV w procesie mieszania dwóch wzajemnie się mieszających cieczy mających taką samą lub różną gęstość omówiono również wpływ różnych parametrów ruchowych. Na zakończenie przedstawiono efektywność wyników symulacji i ich znaczenie w optymalizacji warunków pracy mieszalników statycznych.

Słowa kluczowe

EN

mixer; SMV; turbulent flow; blending; computational fluid dynamics CFD

PL

mieszalnik statyczny; SMV; przepływ burzliwy; mieszanie; CFD

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Chemia
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 111, z. 2-Ch
• Strony: 165--174
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., wz., tab., wykr., rys.

Twórcy

autor

Montante G.

• CHIMIND, Università di Bologna, Italy

autor

Coroneo M.

• DICAM, Università di Bologna, Italy

autor

Magelli F.

• CHIMIND, Università di Bologna, Italy

autor

Paglianti A.

• DICAM, Università di Bologna, Italy

Bibliografia

• [1] Coroneo M., Montante G., Paglianti A., Computational fluid dynamics modeling of corrugated static mixers for turbulent applications, Industrial and Engineering Chemistry Research, 51, 2012, 15986-15996.
• [2] Etchells A.W., Meyer C.F., 2004. Chaper 7, Mixing in Pipelines, p. 422-424, [in:] Paul E.L., Atiemo-Obeng V.A., Kresta, S.M. (Eds.), Handbook of Industrial Mixing, Wiley-Interscience: Hoboken, NJ.
• [3] Hartmann H., Derksen J.J., Van den Akker H.E.A., Mixing times in a turbulent stirred tank by means of LES, AIChE Journal, 52, 2006, 3696-3706.
• [4] Karoui A., Hakenholz F., Le Sauze N., Costes J., Bertrand J., Determination of the mixing performance of sulzer SMV static mixers by laser induced fluorescence, Can. J. Chem. Eng., 76, 1998,522-526.
• [5] Karoui A., Le Sauze N., Costes J., Bertrand J., Experimental and numerical study of flow at the outlet of Sulzer SMV static mixers, Récents Progrès en Génie des Procédés, 11, 1997, 323-330.
• [6] Launder B.E., Spalding D.B., The numerical computation of turbulent flows, Comput. Meth. Appl. Mech. Engrg., 3, 1974, 269-289.
• [7] Marshall E.M., Bakker A., 2004, Chapter 5, Computational Fluid Mixing, p. 325, [in:] Paul E.L., Atiemo-Obeng V.A., Kresta S.M. (Eds.), Handbook of Industrial Mixing, Wiley-Interscience: Hoboken, NJ.
• [8] Paglianti A., Montante G., A mechanistic model for pressure drops in corrugated plates static mixers, Chemical Engineering Science, 97, 2013, 376-384.
• [9] Streiff F.A., Jaffer S., Schneider G., 1999, The design and application of static mixer technology, Third International Symposium on Mixing in Industrial Processes, Osaka, Japan, September 19th-22th., 107-114.
• [10] Thakur R.K., Vial Ch., Nigam K.D.P., Nauman E.B., Djelveh G., Static Mixers in the process industries- A review, Chemical Engineering Research and Design, 81, 2003, 787-826.