بررسي جريان سيال ويسكوالاستيك در يك راكتور لوله اي به كمك ديناميك سيالات محاسباتي

Investigation of Residence Time Distribution for Viscoelastic Fluid Using Computational Fluid Dynamic

در اين مقاله به بررسي تابع توزيع زمان اقامت۱ براي يك سيال ويسكوالاستيك در يك راكتور لوله اي براي مدل هاي مختلف جريان آرام، كي-اپسيلون و كي-امگا به كمك نرم افزار فلوئنت پرداخته شده است. تابع توزيع زمان اقامت رفتار راكتور ايده آل و واقعي را مقايسه مي كند كه در صنعت براي تخمين ظرفيت و طراحي راكتور از اهميت بالايي برخوردار مي باشد. تعيين تابع توزيع زمان اقامت به دو روش تجربي و محاسبات عددي امكان پذير مي باشد. در اين مقاله با به كارگيري ديناميك سيالات محاسباتي و روش عددي المان هايي را در نقاطي كه توزيع سرعت سيال با استفاده از نرم افزار فلوئنت به دست آمده، توزيع سرعت، سرعت متوسط و تابع توزيع زمان اقامت براي مدل هاي مختلف جريان بررسي شده است. نتايج به دست آمده نشان مي دهد كه توزيع سرعت و سرعت متوسط در راستاي شعاع و همچنين تابع توزيع زمان اقامت براي جريان آرام بيشتر از جريان آشفته مي باشد. در مقايسه جريان آشفته كي-اپسيلون و كي-امگا با توجه به نتايج مشاهده شد كه سرعت و تابع توزيع زمان اقامت در راكتور لوله اي براي اين مدل ها تقريبا برابر است. نتايج اين مقاله با مطالعات قبلي مطابقت دارد.

In this paper, the residence time distributions function for viscoelastic fluids in the tubular reactor have been investigated using the Laminar, k-ɛ and k-ω models using fluent software. From industrial point of view, determination of the residence time distribution for viscoelastic fluids in tubular reactors is very important because it is used to achieving optimum performance conditions of tubular reactor. In order to determinate the residence time distribution function for viscoelastic fluids in the tubular reactor, the different rheological models and the motion equations have been considered together. At first, the fluid velocity distribution in the tubular reactor have been predicted for three different models and then, the residence time distribution function has been calculated using the existing relations in the literatures. It is concluded that, the trend of predicted results for the residence time distribution function is similar to their experimental results presented in the literatures.