بررسي آزمايشگاهي و CFD تأثير زاويه نازل و عدد رينولدز بر زمان اختلاط در يك جت ميكسر

در این مقاله نتایج مطالعه اختلاط توسط جت در یك مخزن در مقیاس آزمایشگاهی بررسی شده است. ابعاد تانك ( D )/H=1 و ورودی جت در مركز سطح بالایی تانك در نظر گرفته شده است. مدل RNG-k-ε به عنوان مدل اغتشاش برای پیش بینی الگوی جریان ناآرام داخل تانك اعمال شده است. برای این منظور مخزنی با حجم 110 لیتر شبیه سازی شده و برای انجام محاسبات به 410000 حجم كنترل تتراهدرال تقسیم بندی شده است. مناطق نزدیك نازل و ساكشن متراكم تر شده است تا نتایج دقیق تری حاصل شود. هدف اصلی از این مطالعه، بررسی اثر زاویه های نازل و عدد رینولدز بر زمان اختلاط می باشد. نتایج آزمایشگاهی نشان داده است كه در یك جت عمودی، كمترین مقدار زمان اختلاط در زاویه 35 درجه اتفاق افتاده است و با تغییر زاویه ی نازل این مقدار افزایش یافته و نیز با افزایش عدد رینولدز زمان اختلاط كاهش یافته است. شبیه سازی توسط CFD نیز، این موارد را پیش بینی كرده است و علاوه بر آن الگو های جریان پیش بینی شده توسط CFD، دقیقاً علت این موضوع را مشخص كرده است.

In this work, the results of mixing study by the jetmixer in a tank have been investigated in the laboratory scale. The tank dimentions = 1 and the jet entrance has been in the center of upper surface. RNG-k-ε model is used as the turbulent model for the prediction of the pattern of turbulent flow inside the tank. For this purpose a tank with volume of 110 litre is simulated and for performing the calculations it has been divided into 410000 tatrahedral control cells.The gride near to the nozzle and suction has been densified to get more accurate results. The main goal of this study is investigation of the nozzle angle and the Reynolds number effects on the mixing time. The experimental results have shown that in a vertical jet, the lowest amount of time for mixing takes place in the 35 degree and increase by changing the nozzle angle and also mixing time decreased by increase in the Reynolds number. The simulation by the CFD also has predicted these items and in addition has clarified characterized the reason of this subject by the predicted flow patterns by CFD