مخزن اختلاط ورودی جانبی در 3 سرعت چرخشی مختلف، شبیه سازی با انسیس فلوئنت

توضیحات

شرح پروژه مخزن اختلاط ورودی جانبی در 3 سرعت چرخشی مختلف

در این پروژه، یک مخزن اختلاط ورودی جانبی در 3 سرعت چرخشی مختلف، توسط نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) شبیه سازی شده است.

فرآیند اختلاط در بسیاری از صنایع ضروری است. به عنوان مثال، در صنعت نفت و گاز، رسوب آب به مخازن ذخیره آسیب زیادی وارد می کند که باعث خوردگی، نشت و سوراخ شدن منبع می شود. برای جلوگیری از این اتفاقات از تیغه های همزن جانبی استفاده می شود زیرا در اکثر موقعیت ها به دلیل محدودیت فضا، تیغه نمی تواند از بالا وارد مخزن شود. این شبیه سازی در سرعت های مختلف چرخشی 400 و 900 و 1400 دور در دقیقه انجام شده است.

هندسه سه بعدی این پروژه با نرم افزار Spaceclaim طراحی شده است. طول ناحیه محاسباتی 400 سانتی متر، عرض 400 سانتی متر و ارتفاع 375 سانتی متر است.

مش بندی این پروژه با نرم افزار ANSYS Meshing انجام شده است و تعداد سلول های محاسباتی 933102 سلول می باشد.

روش های استفاده شده

از مدل Mesh Motion برای تعریف چرخش در این پروژه استفاده کرده ایم. شبیه سازی به صورت گذرا (وابسته به زمان، ناپایا، Transient) انجام شده است. از مدل جریان چندفازی VOF برای تعریف فازهای جریان استفاده کرده ایم.

نتایج شبیه سازی مخزن اختلاط ورودی جانبی

در این شبیه سازی مخزن اختلاط حاوی آب و روغن است که در آن آب به دلیل چگالی بیشتر در کف مخزن ته نشین می شود. محتویات مخزن را با استفاده از یک همزن جانبی که با دورهای 1400، 900 و 400 دور در دقیقه می چرخد، مخلوط کردیم. ما می خواهیم زمان اختلاط کامل را برای هر مورد بدست آوریم. ما معیار اختلاط کامل را با استفاده از سه حسگر که در موقعیت‌های مختلف مخزن قرار داده شده‌اند و کسر حجمی روغن و آب را برای هر سه نقطه اضافه کاری در نمودار بررسی کردیم. بر اساس این نمودارها، زمان اختلاط 100 ثانیه برای 400 دور در دقیقه، 14 ثانیه برای 900 دور در دقیقه و 8 ثانیه برای 1400 دور در دقیقه است.

با توجه به این روند مشخص می شود که افزایش سرعت چرخش تا حدی (در اینجا 900 دور در دقیقه) برای ما بسیار مفید است و زمان اختلاط را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد، اما افزایش بیش از حد آن تاثیر چندانی در زمان اختلاط ندارد و می توانیم از آن چشم پوشی کنیم و طبیعتا هزینه انتخاب موتور ما کاهش می یابد.