رضا بیگزاده

در این تحقیق مدل‌سازی CFD، فرایند اختلاط در راکتور مخزن‌دار همزن پیوسته به منظور بررسی پارامترهای عملیاتی مختلف مانند نوع و زاویه پره‌های همزن، تاثیر دور همزن، بررسی شده است. در نرم افزار انسیس پس از رسم هر 4 نوع پره، اقدام به مش‌بندی آن‌ها شد و پس از بررسی استقلال از مش و بدست آوردن مش بهینه و اعتبارسنجی آن، اقدام به شبیه‌سازی فرایند شد. در گام بعدی میزان اختلاط چهار پره با هم نسبت به حالت ایده‌آل مقایسه می‌شوند. در مرحله بعد میزان اختلاط هر پره در سرعت ثابت m/s028/0 V= و در دورهای 20و40و60 rpm بررسی شده است. پس از آن میزان اختلاط پره‌ها در دور ثابت rpm 20 و سرعت‌های ورودی m/s028/0 V= و 05/0، 04/0، 03/0 متر بر ثانیه و اختلاف آن‌ها با حالت ایده‌آل مقایسه شده است. نتایج نشان داد که تعداد مش 1466737 به عنوان مش بهینه انتخاب شد که سایر شبیه‌سازی و محاسبات بر مبنای آن انجام گرفت. اعتبارسنجی مش نشان داد که که نتایج شبیه‌سازی پژوهش حاضر به حالت ایده‌آل نزدیک بوده و می‌توان گفت که مش انتخابی دارای اعتبار خوبی است. پره backswept rushton بهترین میزان اختلاط و نزدیک‌ترین رفتار را نسبت به حالت ایده‌آل دارا می‌باشد که درθبرابر با 3، فاکتور اختلاط آن برابر با 083879/0 می‌باشد. پس از آن پره‌ی backswept impeller قرار دارد که تقریبا منطبق بر منحنی backswept rushton می‌باشد و درθ برابر با 3، فاکتور اختلاط آن برابر با 084289/0 بدست آمد. پره‌ی smith turbie رفتار متفاوتی درθهای مختلف از خود نشان داده است و تا θ برابر با 06/2 تقریبا منطبق بر منحنی‌های backswept rushton و backswept impeller بوده و پس از آن با شیب ملایم از حالت ایده‌آل فاصله گرفته تا درθ برابر با 3، فاکتور اختلاط آن برابر با 01633/0 بدست آمد که در این زمان بیشترین اختلاف را با حالت ایده‌آل دارد. پره‌ی rushton impeller تاθ برابر با 43/2 بیشترین انحراف از حالت ایده‌آل را داراست و پس از آن با شیب تقریبا ثابت پیش می‌رود تا درθ برابر با 3، فاکتور اختلاط آن برابر با 013877/0 بدست آمد. در زمان‌های ابتدایی شبیه‌سازی میزان اختلاط تمامی پره‌ها با افزایش سرعت میزان اختلاط نیز در تعداد دور برابر افزایش می‌یابد. همچنین مشاهده شد که با افزایش سرعت، شیب تغییرات اختلاط نیز تندتر شده است. همچنین هر چه به پایان زمان شبیه‌سازی نزدیک می‌شود، به جز در سرعت 05/0متر بر ثانیه، میزان اختلاط در سرعت‌های مختلف، اختلاف کمتری با حالت ایده‌آل از خود نشان می‌دهند. مشاهده شد که پره‌ی backswept rushton کمترین حساسیت را نسبت به تغییر دور نسبت به سه پره‌ی دیگر از خود نشان می‌دهد. مشخص شد در میان کلیه‌ی اجرا‌های پژوهش حاضر که بهترین میزان اختلاط برای پره‌ی backswept rushton در دور برابر با rpm 20 و سرعت03/0 متر بر ثانیه بدست آمد.