بررسي عددي عملكرد مخلوطكننده هاي دايروي ودوقلوي دو پره بااستفاده ازيك روش بهبود يافته هيدروديناميك ذرات هموار تراكم پذيرضعيف

Numerical investigation of the mixing performance of two-blade twin and circular mixers by using an improved Weakly Compressible Smoothed Particle Hydrodynamics

دراين پژوهش،جريان اختلاطي درمخلوطكننده هاي دايروي و دوقلوبااستفاده از روش هيدروديناميك ذرات هموارتراكمپذير ضعيف بررسي مي شود. درجهت رفع عيوب روش هيدروديناميك ذرات هموار،براساس طرح پيش بين مصحح وبا بكارگيري مصحح-هاي پيشرفته تابع كرنل و همچنين استفاده ازالگوريتم جابجايي ذرات يك الگوريتم نسبتاَدقيق وخوش رفتار براي تحليل مسايل بامرز متحرك ارايه مي شود. اين الگوريتم پس ازاعتبارسنجي وبررسي برتري ومزيت هاي آن نسبت به ساير روش-هاي ذره اي،براي جريان اختلاطي در يك مخلوطكننده دايروي دوقلو بكار گرفته مي شود. بابررسي مسير-هاي جريان اختلاطي به صورت كيفي،هندسه مناسب درجهت اختلاط سريعتروبهينه پيش‌ بيني مي شود. علاوه بر بررسي جريان اختلاطي كه به دليل لاگرانژي بودن ماهيت روشSPHآسان شده،اثرجهت حركت پره ها،شكل هندسي وعددرينولدزبر ميزان اختلاط نيزبررسي خواهد شد. بررسي ها نشان مي-دهددر حالي كه ضعيف‌ ترين عملكرد مربوط است به محفظه دايروي با دوران هم‌جهت پره‌ها، محفظه دوقلودرحالت دوران هم‌جهت پره‌هامي‌تواندبيش از 60% عملكرداختلاط رانسبت به محفظه دايروي بهبود بخشد.

In the present study, the mixing fluids flow in the twin and circular mixers is investigated by using an improved robust weakly compressible Smoothed Particle Hydrodynamics method. In order to remove the Smoothed Particle Hydrodynamics complications and according to a predictive corrective scheme, a robust modified algorithm which uses the advanced second order discretization, pressure velocity decoupling, kernel gradient corrections and shifting algorithm is offered. After the verification and validation of the present algorithm for the moving boundary problems, the present algorithm is applied for investigation of the mixing behaviors of the two-blade circular and twin chamber mixers. By investigation of the mixing paths, the proper geometry for the two-blade mixers is proposed and examined. The effects of the rotation direction of the blades, geometry and Reynolds number on the mixing rate are investigated. The results show that the twin chamber mixer can improve the mixing performance over 60% in comparison with the circular chamber mixerwhile the case with circular chamber and same direction rotation of the blades has the weakest performance among the cases which have been examined.