شبیه سازی محاسباتی جریان و بررسی عملکرد یک پمپ-همزن تک فازی

در تحقیق حاضر، شبیه سازی عددی تاثیر برخی از مشخصه های طراحی مانند حضور بفل و فاصله پروانه از کف مخزن بر عملکرد هیدرودینامیکی پمپ-همزن با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی بررسی شد. به منظور شبیه سازی جریان تک فازی، از روش قاب چندگانه برای مدل سازی حرکت پروانه و نیز مدل آشفتگی k-ε استفاده شد. نتایج شبیه سازی نشان داد که در تجهیز بدون بفل، الگوی جریان مماسی غالب بوده که منجر به تضعیف اختلاط می گردد. با تعبیه بفل، الگوی جریان به محوری تغییر کرده و سبب کاهش هد هیدرولیک و افزایش توان مصرفی می شود. جهت بررسی تاثیر فاصله پروانه از کف مخزن بر مشخصه های ماکروسکوپی تجهیز، سه فاصله 5/82، 135 و 200 میلی متر در نظر گرفته شد. با افزایش فاصله، الگوی جریان محوری به شعاعی تغییر کرد که با افزایش توان مصرفی و کاهش هد هیدرولیک همراه بود. در فواصل 135 و 200 میلی متر نسبت به مقدار اولیه 5/82 میلی متر، توان مصرفی به ترتیب 157 و 214 درصد افزایش و هد هیدرولیک 47 و 58 درصد کاهش یافت.

flow computational simulation and the performance study of a single phase pump-mixer

in this research, computational fluid dynamics (cfd) was used to undertake a numerical simulation of the influence of several design factors on the hydrodynamic performance of a pump-mixer, including the baffle and impeller clearance. for single phase flow simulation, the k-ε turbulence model as well as the multiple reference frame (mrf) were used. results showed that the tangential flow in pump-mixer without baffles was dominant and led to poor mixing. the flow pattern in pump-mixer with baffles changed to axial flow that reduced the hydraulic head and increased the power consumption. the effects of three different clearances on the pump-mixer macroscopic parameters were also studied. the results indicated that the axial flow pattern changed to radial flow by increasing the clearance, which led to an increase in power consumption and a decrease in head. power consumption at the clearance 135 and 200 mm, compared to the initial clearance of 82.5 mm, increased by 157 and 214% and the head also decreased by 47 and 58%, respectively.