The Computational-Fluid-Dynamics study of an unbaffled stirred vessel with eccentrically positioned impeller

• Autorzy: Wójtowicz R. , Lipin A. A.

Warianty tytułu

PL

Symulacje CFD mieszalnika bez przegród z niecentrycznie sytuowanym mieszadłem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the results of CFD simulations of liquid flow in an unbaffled stirred vessel with an eccentrically positioned impeller. The influence of the impeller’s distance from the tank axis (eccentricity) on the generated flow circulation was analyzed. Based on numerical modelling, the flow pattern, vortex formation as well as turbulence parameters in selected stirred vessel zones were determined. Obtained results were presented as vector/contour maps, and iso-surfaces of Q- criterion for identification of vortex cores. Additionally, for each investigated stirred vessel power consumption was calculated.

PL

W pracy przedstawiono wyniki symulacji CFD ruchu cieczy w mieszalniku mechanicznym bez przegród z niecentrycznie usytuowanym mieszadłem. Analizowano wpływ zmian odległości mieszadła od osi aparatu (niecentryczności) na generowaną w mieszalniku cyrkulację. Na podstawie modelowania numerycznego wyznaczono model przepływu cieczy, strefy tworzenia się wirów oraz parametry turbulencji w wybranych obszarach mieszalnika. Uzyskane wyniki przedstawiono w postaci wektorowych i konturowych map rozkładu, do identyfikacji położenia rdzeni wirów wykorzystano powierzchnie stałych wartości Q-kryterium. Dodatkowo w każdym z badanych mieszalników wyznaczono zapotrzebowanie mocy.

Słowa kluczowe

EN

mixing; stirred vessel; liquid flow; CFD simulations; impeller eccentricity

PL

mieszanie; mieszalnik; przepływ cieczy; symulacje CFD; niecentryczność mieszadła

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Chemia
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 112, z. 1-Ch
• Strony: 99--108
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab., wz., wykr.

Twórcy

autor

Wójtowicz R.

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

autor

Lipin A. A.

• Faculty of Chemical Engineering and Cybernetics, Ivanovo State University of Chemistry and Technology, Ivanovo, Russia

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., Mixing of multiphase systems, WNT, Warszawa 2004 (in Polish).
• [3] Dyląg M., Analysis of selected issues of a stirred vessel performance during dispersed systems formation, Cracow University of Technology, Cracow 1979.
• [4] Nishikawa M., Ashiwake K., Hashimoto N., Nagata S., Agitation power and mixing time in off-centering mixing, International Chemical Engineering, 19, 1979, 153–160.
• [5] Woziwodzki S., Jędrzejczak Ł., Effect of eccentricity on laminar mixing in vessel stirred by double turbine impellers, Chemical Engineering Research and Design, 89, 2011, 2268–2278.
• [6] Woziwodzki S., Broniarz-Press L., Ochowiak M., Effect of eccentricity on transitional mixing in vessel equipped with turbine impellers, Chemical Engineering Research and Design, 88, 2010, 1607–1614.
• [7] Cudak M., Karcz J., Momentum transfer in an agitated vessel equipped with an eccentrically located HE 3 impeller, Chemical and Process Engineering, 29, 2008, 1071–1082.
• [8] Karcz J., Cudak M., An effect of the type of an eccentrically located impeller on the efficiency of heat transfer process, 12th European Conference on Mixing, Bologna 2006, 727–734.
• [9] Hall J.F., Barigou M., Simmons M.J.H., Stitt E.H., Comparative study of different mixing strategies in small high throughput experimentation reactors, Chemical Engineering Science, 60, 2005, 2355–2368.
• [10] Galletti C., Pintus S., Brunazzi E., Effect of shaft eccentricity and impeller blade thickness on the vortices features in an unbaffled vessel, Chemical Engineering Research and Design, 87, 2009, 391–400.
• [11] Montante G., Bakker A., Paglianti A., Magelli F., Effect of the shaft eccentricity on thehydrodynamics of unbaffled stirred tanks, Chemical Engineering Science, 61, 2006, 2807–2814.
• [12] Jaworski Z., Computational fluid dynamic in chemical and process engineering, EXIT,Warszawa 2005 (in Polish).
• [13] Marshall E.M., Bakker A., Computational fluid mixing, Fluent Inc, Lebanon 2002.
• [14] Hunt J.C.R., Wray A.A., Moin P., Eddies, streams and convergence zones in turbulent flow, CTR-S88, 1988, 193–208.