طراحي همزن مكانيكي براي راكتور بيوگاز و شبيه سازي الگوي جريان با استفاده از ديناميك سيالات محاسباتي (CFD)

در اين مطالعه به منظور طراحي همزن مكانيكي براي راكتور بيوگاز و شبيه سازي الگوي جريان از ديناميك سيالات محاسباتي استفاده شد. زمان اختلاط، الگوي جريان و عدد توان يك راكتور به طراحي همزن و نوع پروانه ي آن بستگي دارد. به عبارت ديگر، كارايي پروانه غالباً از طريق اين پارامتر ها ارزيابي مي گردد. كه در اين مطالعه از بررسي الگوي جريان استفاده شده است. براي بررسي طراحي بهينه نوع پروانه، يك همزن توربيني شش تيغه اي با زاويه 45 درجه طراحي و ارزيابي شد. شبيه سازي با رويكرد مدل قاب چرخان (MRF )، مدل آشفتگي استاندارد k-ε به صورت پايا، سه بعدي و توسط نرم افزار Fluent 15.0 انجام گرفت. معادلات حاكم به روش حجم محدود براي تمام دامنه محاسباتي سيستم حل گرديد و براي شبيه سازي رفتار همزن در راكتور نيز از مدل قاب چرخان استفاده شد. هدف اصلي اين تحقيق طراحي بهينه همزن مكانيكي براي اخـتلاط مناسب و كاهش فضاهاي مرده در راكتور مورد نظر مي باشد. نتايج شبيه سازي نشان داد، همزن توربيني شش تيغه اي با زاوية 45 درجه با جريان پايين رونده سبب افزايش اختلاط در كف راكتور و شدت اختلاط مناسب مواد داخل راكتور مي شود. همچنين نتايج نشان داد كه اين نوع همزن اختلاط مناسبي در مركز راكتور و ديواره هاي جانبي آن ايجاد مي كند و در نتيجه باعث كاهش فضاي مرده و بهبود انتقال جرم و حرارت داخل راكتور خواهد شد.