Wyznaczono charakterystyki reologiczne wodnego roztworu soli sodowej karboksymetylocelulozy (CMC typ Blanose 9H4) o stężeniu 1,0% oraz 2,0% w temperaturach 20; 30; 40 i 50ºC. Pomiary wykonano za pomocą reometru modułowego MCR 301 firmy Anton Paar w układzie stożek-płytka. Sporządzono wykresy zależności lepkości i naprężenia stycznego od szybkości ścinania. W zakresie od 20 do 50ºC stwierdzono istotny wpływ temperatury na lepkość roztworu CMC o stężeniu 1,0%. Natomiast dla roztworu CMC o stężeniu 2,0% wpływu temperatury na własności reologiczne nie ustalono. Przedstawiono dopasowanie modelu Ostwalda-de Waele’a oraz modelu w postaci wielomianu logarytmicznego czwartego stopnia do danych eksperymentalnych. Bardzo dobre dopasowanie danych otrzymano dla modelu wielomianowego.
EN
Rheological characteristics for carboxymethyl cellulose (CMC Blanose 9H4 type) aqueous solution with concentration equal to 1.0% wt. and 2.0% wt. at temperatures of 20, 30, 40, 50 ͦC were determined. Measurements were per-formed using the modular MCR 301 Anton Paar rheometer. In a temperature range from 20°C to 50°C a significant influence of temperature on viscosity was observed for 1.0% wt. CMC solution. For 2.0% wt. CMC solution the influence of temperature on rheological properties were not established. The non-Newtonian power-law and polynomial of fourth degree models were compared with experimental data. It can be stated that the polynomial model fits better the experimental results.
Praca przedstawia wyniki badań eksperymentalnych LDA burzliwego przepływu cieczy w mieszalniku Kenics. Celem badań była próba opisu struktury przepływu burzliwego za pomocą kwantyfikatorów matematycznych: malizy widmowej oraz transformacji falkowej. Na podstawie wyników twierdzono, że ze wzrostem liczby Re wartości średnie E(f) systematycznie wzrastały, czyli poziom fluktuacji w przepływie będzie wzrastał podobnie. \naliza porównawcza widm energetycznych uzyskanych za pomocą obu netod: analizy widmowej oraz transformacji falkowej dała zadowalający vynik, przy czym widma z analizy CWT są wygładzone. Stwierdzono, że ransformata falkowa może być stosowana z powodzeniem w analizie struk- ury burzliwej przepływu.
EN
Results of experimental studies of turbulent fluid flow in a Kenics mixer conducted by means of LDA are presented in the paper. The aim of this study was to describe a turbulent flow structure with the aid of mathematical methods such as spectral analysis and wavelet transform. It was found that the increase of Reynolds number caused a systematic growth of average energy density E{f). Therefore, a level of flow fluctuations should behave similarly. The comparative analysis of power spectra obtained by means of the Fourier and wavelet analyses gave satisfying results. The fluctuations in the wavelet power spectra are smoothed out comparing to those obtained from the Fourier transform. The wavelet transform can be successfully ap¬plied in turbulent flow analysis.
W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych burzliwego przepływu cieczy w mieszalniku Kenics przeprowadzonych za pomocą LDA. Celem badań było wyznaczenie poziomu wielkości opisujących przepływ burzliwy cieczy w mieszalniku Kenics oraz identyfikacja fluktuacji prędkości. Wyniki badań opracowano statystycznie i przedstawiono w postaci bezwymiarowych rozkładów: vz/v0, vt/v0, vz/v0 oraz k/v02. Na podstawie wyników pomiarów LDA stwierdzono, że rozkłady wartości składowych prędkości zależą od kąta pomiarowego, wysokości pomiarowej oraz w niektórych przypadkach również od liczby Re. Zmiany k/v02 oraz bezwymiarowych profili składowych prędkości wskazują na występowanie fluktuacji prędkości w przepływie o różnej intensywności.
EN
Results of experimental studies of turbulent fluid flow in a Kenics mixer conducted by means of LDA are presented in the paper. The aim of this study was to determine a level of parameters describing turbulent flow in a Kenics mixer and the identification of velocity fluctuations. The results were analyzed statistically and presented as dimensionless radial profiles of vz/v0, vt/v0, vz/v0 and k/v02 On the basis of LDA results, it was noted< that the dimensionless profiles of velocity components are dependent on the measurement angle, height, h/H, and on Re in some cases. The profile of k/v02 and dimensionless profiles of velocity components indicate that veloc ity fluctuations in turbulent flow are of varying intensity
Przedstawiona praca poświęcona jest badaniom numerycznym hydrodynamiki przepływu oraz procesu mieszania układu dwufazowego typu ciecz-ciecz w mieszalniku Kenics. W badaniach CFD wykorzystano symulacje wielkowirowe LES z dwoma modelami burzliwości: modelem dynamicznym kinetycznej energii burzliwości skali podsiatkowej (Dynamie Kinetic Energy Subgrid-Scale Model) oraz model Smagorinsky-Lilly. Symulowano łącznie 18 przypadków, w tym trzy poziomy liczby Reynoldsa. Stwierdzono, że wraz ze wzrostem liczby Re zmniejsza się wartość CoV oraz im wyższy stosunek L/D tym większy spadek CoV, co powoduje wzrost poziomu jednorodności układu. Prezentowana analiza pozwala stwierdzić, iż oba modele burzliwości mogą być z powodzeniem wykorzystywane do przewidywania zmian hydrodynamiki wewnątrz mieszalnika.
EN
Numerical results of hydrodynamics and mixing process of two-phase liquid-liquid system in the Kenics static mixer are presented. CFD simulations were carried out using Large Eddy Simulation with two turbulent models: Kinetic Energy Dynamic Subgrid-Scale Model and the Smagorinsky-Lilly Model. Eighteen cases were simulated, including three Reynolds numbers. The results showed that increasing of the Reynolds number decreases the CoV; the larger L/D ratio, the greater decrease of CoV. This caused an increase of homogeneity level in the system. Presented analysis proved that both turbulent models can be successfully applied in the prediction of hydrodynamics changes inside the mixer.
Zaprezentowano badania numeryczne przepływu burzliwego dwufazowego w mieszalniku statycznym Kenics. W badaniach CFD wykorzystano dwa podejścia: symulacji wielkowirowych LES z modelem dynamicznym kinetycznej energii burzliwości skali podsiatkowej (Dynamie Kinetic Energy Subgrid-Scale Model) oraz metodę symulacji URANS z modelem k-s. Symulacje numeryczne przeprowadzono dla dwóch niemiesza-jących się wzajemnie cieczy: wody i oleju silikonowego oraz dla liczby Re = 10 000. Stwierdzono, że wartości emax będą występować na początku i na końcu wkładki Kenics, co oznacza, iż w tej części wkładki będzie występować proces rozbicia kropel.
EN
Results of numerical modelling of two-phase turbulent flow in a Kenics static mixer were presented. The CFD simulations were carried out using two approaches: 1) large eddy simulation with the dynamic kinetic energy subgrid-scale model, and 2) unsteady RANS method with the k-e model. Numerical simulations were carried out for two immiscible liquids: water and silicone oil, and for the Reynolds number of 10 000. It was observed that higher values of s appeared at the beginning and at the end of the mixer inserts for both modelling approaches. Thus, these regions can be interpreted as the regions of the highest breakup intensity.
The results of modelling of the two-phase turbulent flow of a two-phase, liquid-liquid mixture in a Kenics static mixer were reported. Advanced transient simulations were performed using the large eddy simulation (LES) approach and a broader analysis of the velocity field was carried out. The two-phase flow was modelled employing the Eulerian approach in the pseudo-homogeneous version of the mixture model. Three cases were again considered, which differed by the density of the two phases and the simulations were performed for Reynolds number of 10,000. The LES results for the tangential and radial components were compared with those obtained in the steady-state RANS approach.
Przedstawiono wyniki modelowania numerycznego przepływu burzliwego dwufazowego w mieszalniku statycznym Kenics. W badaniach CFD wykorzystano dwa podejścia: symulacji wielkowirowych LES z modelem Smagorimiky'ego-Lilly oraz metodę symulacji niestacjonarnych URANS z modelem k-e. Symulacje numeryczne przeprowadzono dla dwóch niemieszających się wzajemnie cieczy: wody i oleju silikonowego oraz dla liczby Re —W 000.
EN
Results of numerical modeling of two-phase turbulent flow in a static Kenics mixer are presented. The CFD simulations were carried out using two approaches: 1) large eddy simulation with the Smago-rinsky-Lilly model and 2) unsteady RANS method with the fe-c model. Water was used as the continuous phase whereas silicon oil formed the dispersed phase. The Reynolds number value was equal to 10000.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wyniki modelowania przepływu burzliwego dwufazowego typu ciecz-ciecz w mieszalniku statycznym z dziesięcioma wkładkami Kenics. W badaniach numerycznych wykorzystano technikę RANS i URANS dla liczby Reynoldsa, Re równej 10 000. W modelowaniu CFD przepływu dwóch płynów newtonowskich zastosowano podejście pseudohomogeniczne. Porównano wyniki symulacji uzyskanych dla metody RANS i URANS i sformułowano wnioski.
EN
Results of turbulent, two-phase flow simulations in a static Kenics mixer formed by ten inserts are presented. The computational fluid dynamics study was carried out using both the RANS and URANS approaches. Reynolds number was 10 000. The simulation results obtained for the RANS and URANS methods were compared and conclusions drawn.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.