طراحی و شبیه سازی محاسباتی مبدل حرارتی و همزن در یک تانک اختلاط

طراحی و تحلیل سی ستم های اختلاط مورد ا ستفاده در صنایع، به دلیل چالش بد ست آوردن اطلاعات دقیق در مورد آ شفتگی نا شی از چرخش جریان یکی از کارهای دشوار بشمار می آید که استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی 1می تواند درک مفصلی از چنین سیستم هایی ارائه دهد. در این تحقیق به بررسی عددی میدان جریان، انتقال حرارت و حصول اطمینان از طراحی مبدل حرارتی و نیز پره های همزن در یک تانک استوانه ای حاوی مواد شیمیایی و خاک روی در رژیم جریان آشفته پرداخته شده است. مشخصات هندسی پره ها و شافت، نیروهای وارده بر آنها و نیز توان مورد نیاز موتور جهت ایجاد یک اختلاط بهینه با ا ستفاده از روابط مربوطه تعیین شد و مبدل حرارتی منا سب جهت افزایش دمای مخلوط از دمای 50 درجه سانتیگراد به 80 درجه سانتیگراد در شروع و حفظ این دما در طول فرایند طراحی گردید. به منظور تحلیل سیالاتی این تانک از نرم افزار تجاری ان سیس فلوئنت 16 و مدل توربولانس k-ε ا ستاندارد ا ستفاده شده ا ست. جهت مدل سازی جریان اطراف پروانه نیز رویکرد مرجع چندگانه 2 مورد استفاده قرار گرفته است. پروفایل های سرعت تولید شده در فرایند شبیه سازی حاکی از صحت محاسبات در خصوص نوع پره طراحی شده در ایجاد اختلاط مناسب می باشد. از سوی دیگر بررسی ها نشان داد مبدل طراحی شده توانایی تامین دمای مورد نیاز جهت انجام فرایند را داراست.

Keywords:

جریان آشفته , طراحی پروانه همزن , مبدل حرارتی , دینامیک سیالات محاسباتی , نرم افزار انسیس فلوئنت , رویکرد مرجع چندگانه