Scale-up of pump-mix mixers using C

Scale-up of pump-mix mixers using CFD
b s t r a c t
Effect of scale on the drop size distribution in a pump-mix mixer has been studied. A network of zones model was
developed to predict the drop size distribution at different locations in the mixer. Computational fluid dynamics
model was used to obtain the flow patterns in the mixer and to identify zones based on the flow patterns. Population
balance equation was solved for all the zones of the mixer. The model was validated with the experimental data over
a wide range of parameters aswell experimental data from the published literature. The modelwas further extended
for scale-up studies. Two different scale-up criteria were studied. It was observed that equal power consumption per
unit mass and geometrical similarity is a better scale-up criterion as compared with equal tip speed criterion for
pump-mix mixers

1. Introduction
Pump-mix mixers are used in many solvent extraction applications.
One of the main parameter which decides the
efficiency of the extraction process is the drop sizes generated
in the mixer. The main criterion of scale-up studies is
to obtain a drop size distribution in plant scale which is similar
to the lab scale studies. Hence, it is important to study
the evolution of drop size distribution and its dependency on
geometry and operating conditions. The drop size distribution
results from a combination of two processes: breakage
and coalescence. These processes depend on the turbulent
flow field in the mixer which is further decided by the geometry
and operating conditions. Thus, during scale-up of the
mixer, the breakage and coalescence events differ based on the
geometry and operating conditions. Many correlations were
proposed by previous researches (Hinze, 1955) to calculate the
maximum stable drop size. The fine scale intermittency in the
turbulence was also modeled by many researchers (Podgorska
and Baldyga, 2001). It is likely that the breakage and coalescence
frequencies may change with scale, resulting in widely
varying droplet size distributions on different scales. It is thus
necessary to study the effect of scale on breakage and coalescence
frequencies and resulting drop size distributions. It is
∗ Corresponding author. Tel.: [phone]; fax: [phone].
E-mail address: [e-mail] (A.W. Patwardhan).
Received 28 February 2009; Received in revised form 15 June 2009; Accepted 17 June 2009
necessary to look at different scale-up criteria and check their
suitability.
2. Previous work
The following scale-up criteria are commonly used by practicing
engineers:
Criteria 1: Equal power consumption per unit volume (P/V)
and geometric similarity (C/T, D/T).
Criteria 2: Equal impeller tip speed (ND) and geometric similarity
(C/T, D/T).
Criteria 3: Equal average circulation rate (mixing time) and
geometric similarity (C/T, D/T).
Criteria 4: Equal power consumption per unit volume (P/V),
equal average circulation time and no geometric similarity.
Table 1 summarizes the variation of the system parameters
for different criteria.
Konno et al. (1983) studied the effect of scale on drop
size distributions experimentally. Three different tank diameters
(0.128, 0.186 and 0.300) were considered. The mixer was
equipped with a 6-bladed disc turbine with impeller to tank
diameter ratio (D/T) of 0.50 and 0.667. A mixture of o-xylene(diluted with Na3PO4). Transient drop size distributions were
measured using photography. Experiments were conducted at
very low hold-up values of the dispersed phase. At such low
hold-ups, the coalescence between the drops can be considered
negligible and only droplet break-up can be considered to
be dominant. Drop size distributions obtained in all the tanks
were compared at equal power input per unit mass of fluid.
The cumulative volume fraction plot showed that the drop
size distributions shifted towards smaller drops with scale-up.
After 3min of impeller rotation, the cumulative volume fraction
of the drops approached a value of 1.0 at a drop size of
1050m for a tank diameter of 0.128 m. For tank diameters of
0.186 and 0.30 m, the cumulative volume fraction approached
the value of 1 at a drop size of 950 and 750m, respectively.
Hence, itwas concluded that droplet sizes reduced with
scale-up when equal power per unit mass was maintained on
scale-up.
Smit (1994) conducted experiments in two different tanks
having diameters 2.7 and 0.45 m. Scale down experiments
were conducted with a criterion of equal power input per unit
mass, equal average circulation time and no geometric similarity.
With this criterion for scale down studies, relationships
for the impeller diameter and speed were derived. Criterion of
equal power input per unit mass results in Eq. (1):
PS
MS
= PL
ML
(1)
N3
SD5S
T3
S
=
N3
LD5L
T3
L
(2)
Criterion of equal average circulation time leads to Eq. (3):
VS
QS
= VL
QL
(3)
Assuming equal pumping numbers at both scales Eq. (3) can
be re-written as
T3
S
NSD3S
=
T3
L
NLD3L
(4)
Substituting for DS and DL in Eq. (2) gives the relationship for
impeller speed for scale-up conditions:
NL
NS
=

TS
TL
3/2
(5)
Substituting for NS and NL results in relationship between
impeller diameter and tank diameter:
DL/TL
DS/TS
=

TL
TS
1/2
(6)
With these relationships, the impeller diameter and speed
were calculated. It was concluded by the authors that equal
energy per unit mass, equal average circulation time and no
geometric similarity was a better scale-up criterion for stirred
tanks. However, Eq. (6) indicates that during scale down, this
criterion results in a decrease of the D/T ratio; while during
scale-up, the D/T ratio increases. Typically, if DS/TS = 1/3, and
scale-up is more than by a factor of 10, DL/TL would become
greater than unity which is clearly not feasible. While deriving
Eqs. (2) and (4), the pumping numbers and power numbers
have been assumed to be constant irrespective of the D/T ratio.
This assumption is incorrect.
Podgorska and Baldyga (2001) studied the effect of scale
on drop size distributions in stirred tanks. Population balance
modeling was carried out by the authors. A one-dimensional,
single-circulation-loop plug flow model was used to account
for the inhomogenity of the turbulence in stirred tanks. Intermittency
in the fine scale structure of turbulence (Baldyga
and Podgorska, 1998) was accounted in calculating the coalescence
and breakage frequencies. The scale-up rules of Smit
The developed model was validated with the data reported
by Konno et al. (1988). The validated model was used to test
the scale-up rules. However, this exercise was done considering
low hold-up values of the dispersed phase, wherein, the
breakage process dominates and the coalescence is negligible.
The drop size distributions in the impeller and bulk zones of
the mixer were predicted. The authors observed that scale-up
at equal power per unit volume (and maintaining geometric
similarity) resulted in a very minor increase in the drop
sizes. Maintaining equal circulation time resulted in a very
large reduction in the drop sizes. Scale up at equal tip speed
resulted in a large increase in the drop size with scale. While,
scale-up at equal P/V and equal circulation time also resulted
in a minor increase in the drop size with scale. The limitations
of Eq. (6) discussed above were also brought out by the
authors.
Baldyga et al. (2001) reported the effect of scale on drop
size distribution. The drop can survive when the stabilizing
forces (due to interfacial tension) exceed the disrupting forces
(induced by turbulence):
4

d
≥ p(d, L, ε, c, ˛) (10)
The right hand side of the inequality represents the stresses
generated by turbulent events characterized by scaling exponent,
˛. It characterizes the fluctuations of ε about its mean
value acting on the droplets:
p(d, L, ε, c, ˛) = C1c(εd)2/3

d
L
2(˛−1)/3
(11)
Substituting for L as impeller diameter, a relationship for maximum
stable diameter (dmax) was derived. Experiments were
conducted with water as the continuous and chlorobenzene
as the dispersed phase. The dispersed phase hold-up was
kept low (less that 1%) to minimize the coalescence effects.
Due to low hold-ups, this process can also be considered to
be breakage dominant. Scale-up studies were conducted with
0.15 and 0.3m diameter tanks operating in a batch mode. It
was observed that the Sauter mean diameter is practically
the same at both the scales at low levels of energy dissipation
rates. At higher energy dissipation rates, the Sauter
mean diameterwas found to increase with an increase in tank
size.
Podgorska (2005) studied theoretically, the scale effects
for systems differing in interface mobility. Three different
scale-up criteria were considered and the population balance
equation was solved for different systems. Coalescing dispersions
were considered in their model. Different models were
used for calculating the coalescence rates of system with partially
mobile and immobile interfaces. For partially mobile
interfaces, the model developed by Chesters (1991) was used.
For immobile interfaces, the drops were assumed to be rigid
spheres and the model developed by Davis et al. (1989) was
used. Both the models were modified for intermittency of turbulence.
Calculations were performed for two different tank
sizes (0.15 and 1m). Itwas concluded that the scale-up at equal
power input per unit mass resulted in a minor increase in the
droplet size with an increase in the tank size. Scale-up at equal
power per unit volume and equal circulation time resulted in
a slightly narrower size distribution with a minor change in
Sauter mean diameter. Whereas, scale-up with equal circulation
time resulted in a very large reduction in the droplet size
with scale.
From the above literature review, one can find that different
criteria result in different drop size distributions for
scaled up or scaled down conditions. Konno et al. (1983)
and Podgorska and Baldyga (2001) have carried out studies
with sys
r

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ขนาดสายของเครื่องผสมอาหารผสมปั๊มโดยใช้ CFDb s t r c tมีการศึกษาผลของขนาดการกระจายขนาดหล่นในมิกเซอร์ผสมปั๊ม มีเครือข่ายของแบบจำลองโซนพัฒนาขึ้นเพื่อทำนายการกระจายขนาดวางในสถานแตกต่างกันในเครื่องผสม คำนวณพลศาสตร์ของไหลมีใช้รูปแบบ เพื่อให้ได้รูปแบบขั้นตอนในการผสม และ การระบุโซนตามรูปแบบขั้นตอน ประชากรสมการดุลถูกแก้ไขสำหรับโซนทั้งหมดของเครื่องผสม แบบถูกตรวจสอบกับข้อมูลการทดลองมากกว่าความหลากหลายของข้อมูลทดลอง aswell พารามิเตอร์จากเอกสารประกอบการเผยแพร่ Modelwas ที่ขยายเพิ่มเติมอัตราค่าศึกษา เกณฑ์ค่าระดับแตกต่างกันสองได้ศึกษา จะถูกตรวจสอบพลังงานที่เท่ากันต่อหน่วยมวล และ geometrical คล้ายเป็นเกณฑ์ขึ้นระดับดีเมื่อเทียบกับเกณฑ์ความเร็วปลายเท่าสำหรับปั๊มผสมเครื่องผสมอาหาร1. บทนำเครื่องผสมอาหารผสมปั๊มใช้ในงานสกัดตัวทำละลายหลาย ๆพารามิเตอร์หลักที่ตัดสินใจอย่างใดอย่างหนึ่งประสิทธิภาพของการแยกเป็นขนาดหล่นที่สร้างขึ้นในการผสม เป็นเงื่อนไขหลักของการศึกษาอัตราค่าเพื่อให้ได้การกระจายขนาดหล่นในพืชซึ่งคล้ายการศึกษาระดับห้องปฏิบัติการ ดังนั้น จะต้องศึกษาวิวัฒนาการของหล่นกระจายขนาดและการพึ่งพาเรขาคณิตและการปฏิบัติเงื่อนไข การกระจายขนาดหล่นผลจากการรวมกันของกระบวนการที่สอง: เคมีฯและ coalescence กระบวนการเหล่านี้ขึ้นอยู่กับการปั่นป่วนฟิลด์การรับส่งในมิกเซอร์ที่ต่อการตัดสินใจตามเรขาคณิตและเงื่อนไขการปฏิบัติงาน ดังนั้น ในช่วงค่าสเกลของการผสม เคมีฯ และ coalescence เหตุการณ์แตกต่างกันตามเรขาคณิตและการปฏิบัติเงื่อนไข มีความสัมพันธ์มากนำเสนอ โดยงานวิจัยก่อนหน้านี้ (ไฮนซ์ 1955) ในการคำนวณการขนาดหล่นมีเสถียรภาพสูงสุด Intermittency ปรับระดับในการยังมีจำลองความปั่นป่วน โดยนักวิจัยจำนวนมาก (Podgorskaและ Baldyga, 2001) มีแนวโน้มที่เคมีฯ และ coalescenceความถี่อาจเปลี่ยนแปลงมาตราส่วน ผลอย่างกว้างขวางการกระจายขนาดหยดในระดับต่าง ๆ ที่แตกต่างกันไป มันเป็นจำเป็นต้องศึกษาผลของขนาดเคมีฯ และ coalescenceความถี่และการกระจายขนาดหล่นได้ มันเป็น∗ผู้ Corresponding โทรศัพท์: + 91 22 2414 5616 โทรสาร: + 91 22 2414 5614ที่อยู่อีเมล์: [e-mail] (A.W. Patwardhan)รับ 28 2552 กุมภาพันธ์ รับแบบฟอร์มที่ปรับปรุง 15 2552 มิถุนายน ยอมรับ 17 2552 มิถุนายนจำเป็นต้องดูเกณฑ์ค่ามาตราส่วนต่าง ๆ และตรวจสอบความความเหมาะสม2. ทำงานก่อนหน้านี้โดยทั่วไปใช้เกณฑ์มาตราส่วนค่าต่อไปนี้ โดยการฝึกวิศวกร:เงื่อนไขที่ 1: เท่าพลังงานต่อหน่วยปริมาตร (P V)และรูปทรงเรขาคณิตคล้าย (C/T, D/T)เงื่อนไขที่ 2: เท่ากับความเร็วปลายสปริงคอยส์ (ND) และเรขาคณิตคล้าย(C/T, D/T)เงื่อนไขที่ 3: อัตราหมุนเวียนเฉลี่ยเท่ากับ (ผสมครั้ง) และคล้ายทรงเรขาคณิต (C/T, D/T)เงื่อนไขที่ 4: เท่าพลังงานต่อหน่วยปริมาตร (P/V),เวลาหมุนเวียนเฉลี่ยเท่ากันและไม่คล้ายทรงเรขาคณิตตารางที่ 1 สรุปรูปแบบของพารามิเตอร์ระบบสำหรับเงื่อนไขที่แตกต่างKonno et al. (1983) ศึกษาผลของขนาดหล่นขนาดการกระจาย experimentally ปัจจุบันถังแตกต่างกันสาม(0.128, 0.186 และ 0.300) ได้ถือ เป็นเครื่องผสมมีกังหัน 6 bladed ดิสก์พร้อมผลักดันให้ถังอัตราส่วนเส้นผ่าศูนย์กลาง (D/T) 0.50 และ 0.667 ส่วนผสมของโอ xylene(diluted with Na3PO4) การกระจายขนาดการปล่อยชั่วคราวได้วัดโดยใช้การถ่ายภาพ ได้ดำเนินการทดลองที่ต่ำมากค่าค้างสายของเฟสที่กระจัดกระจาย ที่ต่ำเช่นค้าง-ups, coalescence ระหว่างหยดน้ำถือได้ว่าสามารถถือหยดเท่านั้น และระยะแบ่งสายเป็นหลัก การกระจายขนาดหล่นได้ในถังทั้งหมดได้เปรียบเทียบที่เข้าเท่ากับพลังงานต่อหน่วยมวลของของเหลวแปลงเศษส่วนปริมาตรสะสมพบว่าการปล่อยการกระจายขนาดเปลี่ยนไปหยดเล็กลงด้วยมาตราส่วนสายหลังจาก 3 นาทีผลักหมุน ปริมาณที่สะสมเศษของหยดน้ำประดับค่า 1.0 ที่ขนาดหล่น1050 เมตรสำหรับเส้นผ่าศูนย์กลางถังของ 0.128 m สำหรับถังปัจจุบันของ0.186 และ 0.30 m ปริมาณที่สะสมเศษที่ประดับค่าของ 1 หล่นขนาด 950 และ 750 m ตามลำดับดังนั้น มันถูกสรุปว่า หยดขนาดลดลงด้วยขนาดขึ้นเมื่อเท่าพลังงานต่อหน่วย มวลที่อยู่ในขนาดสายSmit (1994) ดำเนินการทดลองในถังสองแตกต่างกันมีสมมาตร 2.7 และ 0.45 ม.ขนาดลงทดลองได้ดำเนินการกับเกณฑ์ของอินพุตเท่าพลังงานต่อหน่วยเวลาหมุนเวียนเฉลี่ยโดยรวม เท่ากันและไม่คล้ายทรงเรขาคณิตด้วยเงื่อนไขนี้สำหรับมาตราส่วนลงศึกษา ความสัมพันธ์สำหรับผลักเส้นผ่าศูนย์กลางและความเร็วได้มา เกณฑ์ของเท่ากับกำลังไฟเข้าต่อหน่วยมวลผลใน Eq. (1):PSMS= PLML(1)N3SD5ST3S=N3LD5LT3L(2)เงื่อนไขของเวลาหมุนเวียนเฉลี่ยเท่านำไป Eq. (3):เปรียบเทียบกับQS= VLQL(3)สมมติว่าหมายเลขปั๊มเท่าที่ทั้งปรับขนาดสามารถ Eq. (3)ได้เขียนใหม่เป็นT3SNSD3S=T3LNLD3L(4)การแทนที่สำหรับ DS และ DL ใน Eq. (2) ให้ความสัมพันธ์ในความเร็วผลักสำหรับเงื่อนไขค่ามาตราส่วน:NLNS=TSTL3/2(5)แทน NS และ NL ผลความสัมพันธ์ระหว่างผลักเส้นผ่าศูนย์กลางและเส้นผ่าศูนย์กลางถัง:DL/TLDS/TS=TLTS1/2(6)ด้วยความสัมพันธ์เหล่านี้ ผลักเส้นผ่าศูนย์กลาง และความเร็วคำนวณได้ มันถูกสรุป โดยผู้เขียนเท่านั้นพลังงานต่อหน่วยมวล เท่ากับเวลาเฉลี่ยการหมุนเวียนและไม่มีรูปทรงเรขาคณิตคล้ายถูกเกณฑ์มาตราส่วนสายดีสำหรับกวนรถถัง อย่างไรก็ตาม Eq. (6) หมายถึงช่วงมาตราส่วนลง นี้เกณฑ์ผลลัพธ์ในการลดลงของอัตราส่วน D/T ขณะที่ในช่วงขนาดสาย เพิ่มอัตราส่วน D/T โดยทั่วไปแล้ว ถ้า DS/TS = 1/3 และมาตราส่วนเป็นมากกว่า โดยตัว 10, DL/TL จะกลายเป็นสูงกว่าความสามัคคีที่ไม่ชัดเจน ในขณะที่บริษัทฯEqs (2) และ (4), ปั๊มตัวเลขและตัวเลขพลังงานได้รับการสมมติให้คงโดยไม่คำนึงถึงอัตราส่วน D/Tสมมติฐานนี้ไม่ถูกต้องPodgorska และ Baldyga (2001) ศึกษาผลของขนาดในการกระจายขนาดหล่นในถังคน ประชากรดุลโมเดลถูกดำเนิน โดยผู้เขียน One-dimensionalใช้แบบจำลองขั้นตอนวงเวียนเดียวต่อบัญชีสำหรับ inhomogenity ของความปั่นป่วนในถังคน Intermittencyในระดับดีโครงสร้างของความปั่นป่วน (Baldygaและ Podgorska, 1998) ถูกลงบัญชีในการคำนวณที่ coalescenceและความถี่เคมีฯ กฎขนาดสายของ Smitแบบพัฒนาได้ตรวจสอบกับข้อมูลที่รายงานโดย Konno et al. (1988) แบบตรวจสอบความถูกใช้ในการทดสอบกฎอัตราสายการ อย่างไรก็ตาม กระทำการออกกำลังกายนี้พิจารณาต่ำค่าค้างสายของเฟสกระจัดกระจาย นั้น การกุมอำนาจกระบวนการเคมีฯ และ coalescence ที่เป็นระยะการกระจายขนาดหล่นในโซนผลักและจำนวนมากของผสมที่ถูกทำนาย ผู้เขียนสังเกตขึ้นขนาดนั้นที่พลังงานเท่าต่อหน่วยปริมาตร (และรักษารูปทรงเรขาคณิตคล้าย) ทำให้เกิดการเพิ่มขึ้นมากรองในแบบหล่นขนาด รักษาเวลาหมุนเวียนเท่าส่งผลให้เกิดมีมากลดขนาดหล่น ปรับความเร็วปลายเท่าที่ผลในการเพิ่มขนาดใหญ่ขนาดหล่นกับมาตราส่วน ในขณะที่อัตราค่าที่เท่ากับ P/V และหมุนเวียนเท่ากับเวลานอกจากนี้ยังส่งผลให้ในเพิ่มรองขนาดหล่นกับมาตราส่วน ข้อจำกัดของ Eq. (6) ที่กล่าวถึงข้างต้นก็ยังนำออกโดยการผู้เขียนBaldyga et al. (2001) รายงานผลของสเกลบนหล่นการกระจายขนาดของงาน หล่นสามารถอยู่รอดเมื่อ stabilizing ที่กองทัพ (เนื่องจากความตึงเครียด interfacial) เกินกอง disrupting(เกิดจากความปั่นป่วน):4d≥ p (d, L ˛ε c ) (10)ด้านขวามือของอสมการแสดงถึงความตึงเครียดสร้างขึ้น โดยเหตุการณ์ปั่นป่วนโดยยกมาตราส่วน˛.ระบุลักษณะของความผันผวนของεเกี่ยวกับค่าเฉลี่ยของกระทำการหยดค่า:p (d, L ˛ε c ) = C1 c (εd) 2/3dL(˛−1) 2 / 3(11)แทน L เป็นผลักเส้นผ่าศูนย์กลาง ความสัมพันธ์สูงสุดเส้นผ่าศูนย์กลางมั่นคง (dmax) รับมา การทดลองได้ดำเนินการอย่างต่อเนื่องที่และ chlorobenzeneเป็นระยะที่กระจัดกระจาย ระยะกระจัดกระจายค้างขึ้นได้เก็บต่ำ (น้อยกว่าที่ 1%) เพื่อลดผลกระทบ coalescenceเนื่องจากค้างต่ำ-ups กระบวนการนี้ยังจะถือว่าเคมีฯ หลักได้ อัตราค่าศึกษาได้ดำเนินการด้วย0.15 และ 0.3m เส้นผ่าศูนย์กลางถังทำงานในโหมดชุดงาน มันได้สังเกตว่า เส้นผ่าศูนย์กลางเฉลี่ย Sauter เป็นจริงเดียวกันที่ทั้งสองเครื่องชั่งน้ำหนักที่ระดับต่ำสุดของการกระจายพลังงานราคาพิเศษ ราคากระจายพลังงานสูง Sauter ที่diameterwas หมายถึงพบเพิ่มขึ้น ด้วยการเพิ่มถังขนาดPodgorska (2005) ศึกษาตามหลักวิชา ระดับผลกระทบสำหรับระบบที่แตกต่างกันในอินเทอร์เฟสเคลื่อน สามแตกต่างกันได้ถือเกณฑ์ค่ามาตราส่วน และความสมดุลของประชากรสมการถูกแก้ไขในระบบต่าง ๆ Coalescing dispersionsถูกพิจารณาในรูปแบบของพวกเขา มีรูปแบบแตกต่างกันใช้สำหรับการคำนวณราคา coalescence ของระบบบางส่วนอินเทอร์เฟสเคลื่อนที่ และ immobile สำหรับโทรศัพท์มือถือบางส่วนใช้อินเทอร์เฟส แบบจำลองที่พัฒนา โดย Chesters (1991)สำหรับอินเทอร์เฟซ immobile หยดน้ำถูกสันนิษฐานจะแข็งรัฐบาลท้องถิ่นและแบบจำลองที่พัฒนาขึ้นโดย Davis et al. (1989)ใช้ ทั้งสองรุ่นถูกปรับเปลี่ยนสำหรับ intermittency ของความปั่นป่วนดำเนินการคำนวณถังสองแตกต่างกันขนาด (m 1 และ 0.15) Itwas สรุปที่ขึ้นระดับที่เท่ากันกำลังไฟต่อหน่วยมวลผลในการเพิ่มขึ้นเล็กน้อยในการขนาดหยด ด้วยการเพิ่มขนาดถัง ขนาดสายที่เท่ากันส่งผลให้พลังงานต่อหน่วยปริมาตรและเวลาหมุนเวียนเท่ากับการกระจายขนาดแคบลงเล็กน้อย ด้วยการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในเส้นผ่าศูนย์กลางที่หมายถึงการ sauter ในขณะที่ ขนาดสายหมุนเวียนเท่ากับเวลาส่งผลให้ลดขนาดหยดมีขนาดใหญ่มากด้วยมาตราส่วนจากการทบทวนวรรณกรรมข้างต้น คุณสามารถหาที่แตกต่างกันเกณฑ์ส่งผลให้การกระจายขนาดหล่นแตกต่างกันสำหรับปรับขึ้น หรือปรับลงเงื่อนไข Konno et al. (1983)และ Podgorska และ Baldyga (2001) ได้ทำการศึกษากับ sysr

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ขนาดของปั๊มที่ใช้ผสมผสม CFD
B S T R A C T
ผลของขนาดเมื่อวางจำหน่ายในขนาดปั๊ม ผสม ผสม ได้เรียน เครือข่ายรูปแบบโซนคือ
พัฒนาเพื่อทำนายขนาดหยดกระจายในสถานที่ที่แตกต่างกันในเครื่องผสม แบบจำลองการคำนวณพลศาสตร์ของไหล
ถูกใช้เพื่อให้ได้รูปแบบการไหลในเครื่องผสม และต้องระบุโซนตามรูปแบบการไหล . ประชากร
สมการสมดุลก็แก้ไขได้ทุกโซนของเครื่องผสม แบบจำลองการตรวจสอบกับผลการทดลองกว่า
หลากหลายของพารามิเตอร์และข้อมูลจากการตีพิมพ์หนังสือ การ modelwas เพิ่มเติมขยาย
สำหรับระดับการศึกษา สองเกณฑ์ ระดับที่แตกต่างกันได้ พบว่าการใช้พลังงานต่อ
เท่ากันมวลหน่วยและเรขาคณิตความเหมือนเป็นเกณฑ์ดีกว่าเมื่อเทียบกับเกณฑ์อัตราส่วนความเร็วปลายเท่ากัน
ปั๊มผสมผสม

1 เครื่องผสมอาหารผสมปั๊มแนะนำ
ถูกใช้ในงานหลาย การสกัดด้วยตัวทำละลาย .
หนึ่งของพารามิเตอร์หลักที่ตัดสินใจ
ประสิทธิภาพของกระบวนการสกัดเป็นหยดขนาดสร้าง
ในเครื่องผสม เกณฑ์หลักในการขยายการศึกษา
ที่จะได้รับลดลงการกระจายขนาดในโรงงานเป็นมาตราส่วนที่คล้ายกัน
ไปยังห้องปฏิบัติการระดับการศึกษา ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญเพื่อศึกษาวิวัฒนาการของการกระจายขนาด

ปล่อยและการพึ่งพาทางเรขาคณิตและสภาพการใช้งาน หล่นกระจายขนาด
ผลลัพธ์จากการรวมกันของกระบวนการและการแตก
2 : การรวมตัว กระบวนการเหล่านี้ขึ้นอยู่กับป่วน
สนามการไหลในเครื่องผสม ซึ่งเป็นการเพิ่มเติมตัดสินใจโดยเรขาคณิต
และสภาวะ . ดังนั้น ในการขยายขนาดของ
mixer , แตกและเหตุการณ์การรวมตัวแตกต่างกันตาม
เรขาคณิตและสภาพการใช้งาน ความสัมพันธ์มีหลายงานวิจัยก่อนหน้า (
เสนอโดย ไฮนตซ์ 2498 ) คำนวณหา
สูงสุดที่มั่นคงลดขนาด การ intermittency ระดับดีใน
ความวุ่นวายยังออกแบบโดยนักวิจัยหลาย ( และ podgorska
baldyga , 2001 ) มันเป็นโอกาสที่แตกและการรวมตัว
ความถี่อาจเปลี่ยนแปลงและส่งผลให้ขนาดหยดกระจายอย่างกว้างขวาง
ที่แตกต่างกันในระดับที่แตกต่างกัน มันจึง
จำเป็นต้องศึกษาผลของขนาดและความถี่ในการรวมตัวและการกระจายขนาดหยด
. เป็นผู้เขียนที่เกี่ยวข้อง∗
.โทร . 91 22 1624 5616 ; โทรสาร : 91 22 1624 245 .
e - mail address : [e-mail] ( a.w. patwardhan ) .
ได้รับ 28 กุมภาพันธ์ 2009 ; รับปรับปรุงแบบฟอร์ม 15 มิถุนายน 2552 ; ยอมรับ 17 มิถุนายน 2552
ต้องดูเกณฑ์ระดับที่แตกต่างกันและตรวจสอบความเหมาะสมของพวกเขา
.
2 ก่อนหน้านี้
ตามระดับเกณฑ์ที่นิยมใช้โดยวิศวกรฝึก

) : 1 :เท่ากับปริมาณพลังงานต่อหน่วย ( P / V )
เรขาคณิตและความเหมือน ( C / T , D / t )
เกณฑ์ 2 : ความเร็วปลายใบเท่ากัน ( ND ) และเรขาคณิตคล้ายคลึงกัน
( C / T , D / t )
3 : อัตราการหมุนเวียนเฉลี่ยเท่ากับเกณฑ์ ( เวลาผสม ) และ
เรขาคณิตที่คล้ายคลึงกัน ( C / T , D / t )
4 : เท่ากับเกณฑ์การใช้พลังงานต่อปริมาตรต่อหน่วย ( P / V )
เวลาหมุนเวียนเฉลี่ยเท่ากัน และไม่มี
เรขาคณิตคล้ายคลึงกันตารางที่ 1 การเปลี่ยนแปลงของค่า

สำหรับเงื่อนไขที่แตกต่างกัน คอนโนะ et al . ( 1983 ) ได้ศึกษาผลของขนาดหยด
การกระจายขนาดนี้ ถังสามขนาดแตกต่างกัน
( 0.128 , 0.186 และ 0.300 ) พิจารณาด้วย ผสมคือ
พร้อมกับ 6-bladed ดิสก์กังหันกับใบพัดต่อเส้นผ่าศูนย์กลางถัง
( D / T ) 0.50 และจําเพาะ .ส่วนผสมของไซลีน ( เจือจางด้วย na3po4 ) การกระจายขนาดเป็นวัดชั่วคราว ปล่อย
โดยใช้การถ่ายภาพ การทดลองที่
ต่ำมากถือค่าของวัฎภาคกระจายตัว . อย่างต่ำ
ถือ UPS , การรวมตัวระหว่างหยดถือได้ว่า
กระจอกเท่านั้น และหยดขึ้นถือว่า
ให้เด่น การแจกแจงขนาดลดลงได้ในรถถัง
การเปรียบเทียบที่เท่ากันใส่พลังงานต่อหน่วยของมวลของของเหลว .
สะสมปริมาณแปลง พบว่า ลดลง
การกระจายขนาดขยับต่ออนุภาคที่มีขนาดเล็กลง ด้วยการขยายขนาดของใบพัด 3min .
หลังจากการสะสมปริมาณ
ของหยดเข้าหามูลค่า 1.0 ที่หยดขนาด
1050  M สำหรับถัง เส้นผ่าศูนย์กลางของ 0.128 เมตร สำหรับถังขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของ
0.186 และ 0.30 เมตรส่วนปริมาณสะสมเข้าหา
ค่า 1 ที่ลดลง ขนาดของ  950 750 เมตร ตามลำดับ
ดังนั้น ผลสรุปจากที่หยดขนาดลดลงเมื่อพลังงานเท่ากับมวล
อัตราส่วนต่อหน่วยรักษาแบบใหม่
.
SMIT ( 1994 ) ทำการทดลองในที่แตกต่างกันสองถัง
มีเส้นผ่าศูนย์กลาง 2.7 และ 0.45 เมตร ขนาดลงการทดลอง