|
แบบจำลองพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณสำหรับพลังงานที่ใช้ในถังปั่นกวนที่ขนาดไม่เป็นไปตามมาตรฐาน |
|---|---|
| รหัสดีโอไอ | |
| Title | แบบจำลองพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณสำหรับพลังงานที่ใช้ในถังปั่นกวนที่ขนาดไม่เป็นไปตามมาตรฐาน |
| Creator | อาทร เด่นดี |
| Contributor | อภินันท์ สุทธิธารธวัช |
| Publisher | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย |
| Publication Year | 2561 |
| Keyword | พลศาสตร์ของไหลเชิงการคำนวณ, Computational fluid dynamics |
| Abstract | การศึกษาการไหลภายในถังกวนผสมรวมถึงการคำนวณค่า Power Number (Np) ซึ่งเป็นตัวแปรสำคัญในการออกแบบถังกวนผสม สามารถทำได้โดยใช้พลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณซึ่งในงานวิจัยนี้ใช้แบบจำลองความปั่นป่วน SST k-omega ร่วมกับแบบจำลองการหมุน Sliding Mesh โดยค่า Np ในการไหลแบบราบเรียบจะแปรผกผันกับ Reynolds Number (Re) โดย Np = KL/Re แต่ในย่านการไหลแบบปั่นกวนค่า Np จะเป็นค่าคงที่ โดย Np = KT โดยในงานวิจัยนี้แบ่งออกเป็น 2 ส่วนหลักคือ ส่วนที่ 1 เป็นการสอบเทียบความเร็วที่เกิดจากการหมุนของใบปั่นกวนชนิด Rushton Turbine กับผลการทดลองจากเอกสารอ้างอิงและสอบเทียบค่า Np ของใบปั่นกวนชนิด Rushton Turbine, 45° Pitched blade Turbine และ Retreat Curve ที่ติดตั้งกับถังกวนผสมที่ขนาดเป็นไปตามมาตรฐาน โดยผลการสอบเทียบความเร็วนั้นให้แนวโน้มและค่าที่สอดคล้องกับผลการทดลอง นอกจากนี้ค่า Np ที่คำนวณของย่านการไหลแบบราบเรียบและปั่นป่วนนั้นมีร้อยละความแตกต่างกับผลการทดลองไม่เกินร้อยละ 10 รวมไปถึงลักษณะการไหลที่เกิดจากการคำนวณนั้นแสดงให้เห็นถึงลักษณะการไหลเฉพาะที่เกิดจากใบปั่นกวนที่นำมาสอบเทียบ สำหรับส่วนที่ 2 จะเป็นการคำนวณหาค่า Np ในระบบถังกวนผสมที่ขนาดไม่เป็นไปตามมาตรฐาน 2 ชนิด ชนิดที่ 1 เป็นระบบถังปั่นกวนที่ติดตั้งระบบใบปั่นกวนประกอบด้วย ใบปั่นกวนชนิด 45° Pitched blade Disk Turbine 2 ใบที่ส่วนบนและส่วนกลางของถังปั่นกวน และ ใบปั่นกวนชนิด Retreat Curve ที่ด้านล่างของถังปั่นกวน โดยผลการคำนวณค่า KL และ KT ของระบบใบปั่นกวนมีค่าเท่ากับ 251 และ 7.21 นอกจากนี้ยังพบว่าลักษณะการไหลที่เกิดขึ้นเป็นลักษณะการไหลในแนวดิ่งที่เกิดจากการเสริมกันของใบปั่นกวนทั้ง 3 ใบ ชนิดที่ 2 เป็นระบบถังปั่นกวนที่อ้างอิงจากถังหมักที่ติดตั้งใบปั่นกวนชนิด Rushton Turbine 2 ใบ รวมถึงเครื่องมือวัด เช่น เครื่องมือวัดการละลายของออกซิเจนในถังหมัก เป็นต้น โดยถูกนำมาวิเคราะห์การไหลและค่า Np โดย KL และ KT ของระบบใบปั่นกวนมีค่าเท่ากับ 192 และ 10.52 ค่า ซึ่งค่า Np ในย่านการไหลแบบปั่นป่วนนั้นมีค่าเป็น 2 เท่าของการติดตั้งใบปั่นกวนชนิด Rushton Turbine เพียง 1 ใบ ซึ่งเกิดจากการจัดเรียงระยะห่างระหว่างใบปั่นกวนทั้งสองและระยะห่างระหว่างใบปั่นกวนใบล่างกันถังปั่นกวนที่ทำให้เกิดการไหลแบบขนานซึ่งแสดงให้เห็นถึงการทำงานที่ขนานกันของใบปั่นกวนทั้ง 2 ใบ โดยการปรับลดระยะห่างระหว่างใบปั่นกวนใบล่างกับฐานของถังปั่นกวนนั้นทำให้เกิดการไหลแบบแยกออก ซึ่งทำให้ค่า Np นั้นลดลงและมีค่าเท่ากับ 8.61 และการเพิ่มระยะห่างดังกล่าวทำให้เกิดการไหลแบบรวมและมีค่า Np ที่ต่ำที่สุดและมีค่าเท่ากับ 7.88 แต่ค่า Np นั้นไม่ได้บ่งบอกถึงการกระจายตัวของความเร็วในถังปั่นกวน โดยการไหลแบบแยกออกนั้นให้การกระจายตัวของความเร็วที่ดีที่สุดเมื่อพิจารณากราฟระหว่างความเร็วกับร้อยละอัตราส่วนโดยปริมาตรของของไหล |
| URL Website | cuir.car.chula.ac.th |
