شبیه سازی عددی جریان دو فازی در یک مخزن اختلاط بفل دار

در این پژوهش چگونگی تاثیر زاویه پره بر نحوه توزیع فاز جامد در مخزن همزندار با کف محدب و مجهز به چهار بفل با پروانه جریان محوری (PBT) به کمک دینامیک سیالات محاسباتی مورد بررسی قرار گرفت . به منظور شبیه سازی رفتار جریان دو فازی جامد-مایع ، از دیدگاه اولرین -اولرین و رفتار جریان آشفته در مخزن، از مدل k-Ɛ استاندارد استفاده شد. همچنین ، رویکرد چارچوب مرجع چندگانه (MRF) برای شبیه سازی پروانه در ناحیه چرخان، اعمال شد و جهت در نظر گرفتن برهمکنش بین فازی ، نیروی درگ شیلر و نیومن به کار برده شد. با بررسی توزیع غلظت فاز جامد در راستای محور مخزن در دو فاز، صحت مدل عددی انتخابشده، بررسی شد. در ادامه تاثیر زاویه پره بر شرایط هیدرودینامیکی مخزن و چگونگی توزیع کسر حجمی فاز جامد مورد بررسی قرار گرفت . نتایج نشان داد که در شرایط عملیاتی مورد بررسی ، حداکثر مولفه ی سرعت شعاعی با افزایش زاویه پره از ۴۵ تا ۷۵ درجه نسبت به افق ، به مقدار ۶/۴۵% افزایش می یابد. همچنین کیفیت اختلاط فاز جامد به علت شعاعی شدن الگوی جریان در مخزن، کاهش پیدا می کند. با بررسی عدد توان پره مشاهده شد که با افزایش زاویه پره در سرعت همزنی ثابت ، میزان توان مورد نیاز برای اختلاط به میزان ۱۷/۲ برابر بیشتر می شود.