Effect of the numerical grid density on the modelling of fluid flow in a stirred tank with a PMT impeller

• Autorzy: Story A. , Jaworski Z.

Warianty tytułu

PL

Wpływ gęstości siatki numerycznej na modelowanie pola prędkości cieczy w mieszalniku z mieszadłem PMT

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper present the results of numerical simulations performed for a stirred tank equipped with a PMT type impeller, filled up with a Newtonian fluid. The effects of the grid density and mesh quality and also of the simulation mode on the modelling of fluid flow in a stirred tank were studied. The results are compared with literature data obtained from LDA measurements. It was found that denser numerical grids give more detailed information about generated flow field near the impeller blades. Additionally, better compatibility of predicting and experimental results was obtained in the case of the transient mode simulation, what also demonstrates a significant effect of the angular position of the impeller against baffles on the generated velocity field.

PL

W artykule przedstawiono wyniki symulacji numerycznych prowadzonych dla mieszalnika z mieszadłem typu PMT, wypełnionego cieczą newtonowską. Zbadano wpływ gęstości i jakości siatki numerycznej oraz trybu prowadzenia symulacji numerycznych na modelowanie pola prędkości cieczy w mieszalniku. Wyniki porównano z literaturowymi danymi eksperymentalnymi z pomiarów LDA. Stwierdzono, że gęstsza siatka numeryczna daje bardziej szczegółowe informacje o generowanym polu prędkości w pobliżu łopatek mieszadła. Dodatkowo lepszą zgodność wyników przewidywanych z doświadczalnymi otrzymano w przypadku prowadzenia symulacji w trybie nieustalonym, co świadczy o dużym wpływie kątowego położenia mieszadła względem przegród na generowane pole prędkości.

Słowa kluczowe

EN

CFD; PMT impeller; velocity field; grid density; mesh quality

PL

CFD; mieszadło PMT; pole przepływu; gęstość siatki; jakość siatki

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Chemia
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 111, z. 2-Ch
• Strony: 115--123
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., il., wykr., wz., tab.

Twórcy

autor

Story A.

• Institute of Chemical Engineering and Environmental Protection Processes, Faculty of Chemical Technology and Engineering,West Pomeranian University of Technology, Szczecin

autor

Jaworski Z.

• Institute of Chemical Engineering and Environmental Protection Processes, Faculty of Chemical Technology and Engineering,West Pomeranian University of Technology, Szczecin

Bibliografia

• [1] Jaworski Z., Numeryczna mechanika płynów w inżynierii chemicznej i procesowej, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa 2005.
• [2] Aubin J., Fletcher D.F., Xuereb C., Modelling turbulent flow In stirred tanks with CFD, Exp. Therm. Fluid Sci., vol. 28, 2004, 431-445.
• [3] Deglon D.A., Meyer C.J., CFD modeling of stirred tanks: Numerical considerations, Miner. Eng., vol. 19, 2006, 1059-1068.
• [4] Zhang Q., Yong Y., Mao Z., Yang C., Zhao C., Experimental determination and numerical simulation of mixing time in a gas – liquid stirred tank, Chem. Eng. Sci., vol. 64, 2009, 2926-2933.
• [5] Peryt-Stawiarska S., Zakrzewska B., Jaworski Z., Modelowanie CFD przepływu przejściowego płynu nienewtonowskiego w mieszalniku z turbiną Rushtona, Przemysł Chemiczny, vol. 90(9), 2011, 1664-1666.
• [6] Karcz J., Kacperski Ł., An effect of grid quality on the results of numerical simulations of the fluid flow field in an agitated vessel, 14th European Conference on Mixing, Warszawa, 10-13 September 2012, 205-210.
• [7] Jaworski Z., Nienow A.W., LDA measurements of flow fields with hydrofoil impellers in fluids with different rheological properties, IChemE Symp. Series No. 136, 1994, 105-112.

Uwagi

EN

The authors are grateful to Professor Alvin W. Nienow who agreed to use the original LDA data.