Investigations of liquid flow velocity in a vibromixer using stereo PIV anemometry

• Autorzy: Wójtowicz R. , Paszkowska S.

Warianty tytułu

PL

Badania prędkości przepływu cieczy w mieszalniku wibracyjnym metodą anemometrii obrazowej stereo PIV

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the results of investigations of liquid flow in a vibromixer with a single, reciprocating disc. Measurements were conducted using Particle Image Velocimetry (Stereo PIV). Liquid circulation was analysed for two cases: in a whole mixing vessel; in selected zones of intensive flow, e.g. in a gap between the disc and the tank wall. Results of measurements are presented as vector and contour maps of flow velocity distribution. Also, curves illustrating changes of flow for various instantaneous disc positions are shown. Results presented in this work can be used in practice during designing and design optimization of vibromixers applied in the production of multiphase systems and also for the creation of theoretical foundations for the dispersing of phases using mixing equipment of this kind.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań przepływu cieczy w mieszalniku wibracyjnym z pojedynczym, tarczowym mieszadłem, wykonującym ruch posuwisto-zwrotny. Pomiary prowadzono z wykorzystaniem metody anemometrii obrazowej Stereo PIV. Analizowano ruch cieczy w dwóch przypadkach: w skali całego aparatu i w wybranych obszarach intensywnego przepływu, np. w szczelinie pomiędzy ścianką zbiornika a mieszadłem. Wyniki pomiarów przedstawiono w postaci wektorowych i konturowych map rozkładu prędkości cieczy oraz krzywych obrazujących zmiany parametrów przepływu przy różnych chwilowych położeniach mieszadła. Efekty pracy mogą być praktycznie wykorzystane podczas projektowania i optymalizacji konstrukcji mieszalników wibracyjnych stosowanych do wytwarzania układów wielofazowych oraz do tworzenia podstaw teoretycznych procesów dyspergowania faz w tego typu aparatach.

Słowa kluczowe

EN

mixing; liquid flow; vibromixer; reciprocating agitator; Stereo PIV anemometry

PL

mieszanie; przepływ cieczy; mieszalnik wibracyjny; mieszadło wykonujące ruch posuwisto-zwrotny; anemometria obrazowa Stereo PIV

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Mechanika
• Rocznik: 2015
• Tom: Y. 112, iss. 1-M
• Strony: 96--103
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., wz., wykr.

Twórcy

autor

Wójtowicz R.

• Institute of Thermal and Process Engineering, Faculty of Mechanical Engineering, Cracow University of Technology

autor

Paszkowska S.

• Institute of Thermal and Process Engineering, Faculty of Mechanical Engineering, Cracow University of Technology

Bibliografia

• [1] Paul E.L., Atiemo-Obeng W.A., Kresta S.M., Handbook of Industrial Mixing, Wiley & Sons Inc., New Jersey 2004.
• [2] Kamieński J., Agitation of multiphase systems, WNT, Warsaw 2004 (in Polish).
• [3] Kamieński J., Wójtowicz R., Dispersion of liquid-liquid systems in a mixer with a reciprocating agitator, Chemical Engineering and Processing, 42, 2003, 1007-1017.
• [4] Lo M.Y.A., Gierczycki A.T., Titchener-Hooker N.J., Ayazi Shamlou P., Newtonian power curve and drop size distributions for vibromixers, Canadian Journal Chemical Engineering, 76, 1998, 471-478.
• [5] Wójtowicz R., Choice of an optimal agitated vessel for the drawdown of floating solids, Industrial & Engineering Chemistry Research, 53, 2014, 13989-14001.
• [6] Masiuk S., Rakoczy R., Power consumption, mixing time, heat and mass transfer measurements for a liquid vessel that is mixed using a reciprocating multiplates agitator, Chemical Engineering and Processing, 46, 2007, 89-98.
• [7] Brauer H., Annachhrate A.P., Nitrification and denitrification in a system of reciprocating jet bioreactor, Bioprocess Engineering, 7, 1992, 269-275.
• [8] Komoda Y., Inoue Y., Hirata Y., Characteristics of turbulent flow inducted by reciprocating disk in cylindrical vessel, Journal of Chemical Engineering of Japan, 34, 2001, 929-935.
• [9] Wójtowicz R., The vibromixers – a current state of research and trends of further investigations, [In:] Process Engineering and Chemical Plant Design (G. Wozny, Ł. Hady, eds.), Universitätsverlag der TU Berlin, Berlin 2011.
• [10] Raffel M., Willert C.E., Wereley S.T., Particle Image Velocimetry – A practical guide, Springer, Berlin Heidelberg 2007.
• [11] Albrecht H.-E., Borys M., Damaschke N., Tropea C., Laser Doppler and Phase Doppler Measurement Techniques, Springer, Berlin-Heidelberg 2003.
• [12] Dantec Dynamics, DynamicStudio 3.2 User’s Guide, Dantec Dynamics, Skovlunde 2011.

Uwagi

EN

These investigations were conducted with financial support from the Statutory Activities I don’t think that capitalisation here is appropriate of Cracow University of Technology (M5/194/DS/2013).