بررسی زمان‌ اختلاط در یک مخزن اختلاط از نوع توربین راشتون

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

تبریز، دانشگاه صنعتی سهند، دانشکده مهندسی شیمی، مرکز تحقیقات پدیده‌های انتقال، صندوق پستی 1996 ـ 51335

چکیده

زمان اختلاط یک پارامتر قابل مقایسه برای بررسی بازده سامانه‌‌های اختلاط می‌باشد. در این پژوهش پارامترهای مهم تأثیر‌گذار ( سرعت چرخش همزن و حضور فاز گاز)  بر زمان اختلاط در یک مخزن اختلاط توربینی از نوع راشتون مورد مطالعه قرار گرفته است. با توجه به نتیجه ‌های به ‌دست آمده، زمان اختلاط با افزایش سرعت چرخش همزن کاهش می ‌یابد و تأثیر حضور فاز گاز بر زمان اختلاط وابسته به سرعت چرخش همزن می ‌باشد. همچنین در این پژوهش نتیجه ‌های به ‌دست آمده با استفاده از روش هدایت‌ سنجی با مقدارهای به ‌دست آمده از روش لیزری (PLIF) توسط مقدس مورد ارزیابی قرار گرفته‌ است. نتیجه ‌ی این مطالعه نشان داد که نتیجه ‌های به دست آمده  از روش هدایت سنجی توافق بسیار مناسبی با روش PLIF دارد. به همین دلیل روش هدایت ‌سنجی می‌تواند به عنوان یک روش کم هزینه، دقیق و ساده جایگزین روش‌های گران شود. از طرفی چون در مقیاس بزرگ از سامانه‌های اختلاط، استفاده از  معادله ‌ها و فرمول ‌ها نتیجه دقیقی را نخواهد داد و از طرفی تعداد روابط موجود برای مقیاس‌های بزرگ محدود می‌‌باشد، درنتیجه در این پژوهش برای پیش بینی زمان اختلاط از یک مدل کامپارتمان شش ناحیه ‌ای استفاده شده است. نتیجه ‌های به دست آمده از مدل کامپارتمان ارایه شده با اندازه‌گیری‌های تجربی صورت گرفته توافق بسیار مناسبی در این پژوهش داشت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Nienow A.W., Harnby N., Edwards M.F., “Mixing in the Process Industries”, 2nd ed., Butterworth-Heinemann, Oxford, (1997).
[2] Houcine I., Plasari E., David R., Effects of the Stirred Tank's Design on Ppower Consumption and Mixing Time in Liquid Phase, Chemical Engineering & Technology, 23, p. 605 (2000).
[3] Edward P.L., Atiemo-Obeng V.A., Kresta S.M., “Handbook of Industrial Mixing: Science and Practice”, John Wiley & Sons, Hoboken, (2004).
[4] Manna, L., Comparison Between Physical and Chemical Methods for the Measurement of Mixing Times, Chemical Engineering Journal, 67(3), p. 167 (1997).
[5] Paglianti A., Pintus S., An impedance Probe for the Measurements of Liquid Hold-up and Mixing Time in Two/Three-Phase Stirred Tank Reactors, Experiments in Fluids, 31, p. 417 (2001).
[6] Bujalski J.M., Jaworski Z., Bujalski W., Nienow A.W., The Influence of the Addition Position of a Tracer on CFD Simulated Mixing Times in a Vessel Agitated by a Rushton Turbine, Chemical Engineering Research and Design, 80, p. 824 (2002).
[7] Ng D.J.W., Assirelli M., Mixing Study in Batch Stirred Vessels Using a Fibre-Optic UV-VIS Monitoring Technique: A Novel Method, Chemical Engineering Research and Design, 85, p. 1348 (2007).
[8] Ruszkowski S., A Rational Method for Measuring Blending Performance, and Comparison of Different Impeller Types, "Proceedings of 8th European Mixing conference, I.Chem.E.", p. 283 (1994).
[9] Moghaddas J.S., "An Experimental Study of Fluid Dynamics and Mixing in Bubbly Gas-Liquid Flow Systems", PhD Theses, Lund University, Sweden, (2004).
[10] Moghaddas J. S., Trägårdh C., Östergren K., Use of a Simultaneous PLIF-PLIF Technique to Overcome Optical Problems in Concentration Measurements in Two-Phase Bubbly System, Advances in Fluid Mechanics, IV, p. 427 (2002).
[11] Vrabel P., Van Der Lans R., Cui Y.Q., Luyben K., Ch A.M., Compartment Model Approach: Mixing in Large Scale Aerated Reactors with Multiple Impellers, Chemical Engineering Research and Design, 77, p. 291 (1999).
[12] Hiraoka S., Tada Y., Kato Y., Matsuura A., Yamaguchi T., Lee Y.S., Model Analysis of Mixing Time Correlation in an Agitated Vessel with Paddle Impeller, Journal of Chemical Engineering of Japan, 34, p. 1499 (2001).
[13] Vasconcelos J.M.T., Alves S.S., Barata J.M., Mixing in Gas-Liquid Contactors Agitated by Multiple Turbines, Chemical Engineering Science, 50, p. 2343 (1995).
[14] Cui Y.Q., Lans R., Noorman H.J., Luyben K., Compartment Mixing Model for Stirred Reactors with Multiple Impellers, Chemical Engineering Research and Design, 74, p. 261 (1996).
[15] Vasconcelos J.M.T., Alves S.S., Nienow A.W., Bujalski W., Scale-up of Mixing in Gassed Multi-Turbine Agitated Vessels, The Canadian Journal of Chemical Engineering, 76, p. 398 (2009).
[16] Bird R.B., Stewart W.E., Lightfoot E.N., “Transport Phenomena”, 2nd ed., Wiley, New York, (1960).
[17] Guillard F., Trägårdh C., Fuchs L., A Study of Turbulent Mixing in a Turbine-Agitated Tank Uusing a Fluorescence Technique. Experiments in Fluids, 28, p. 225 (2000).