Karıştırıcı tanklarda kullanılan kanatların nümerik analizi

Abstract

Karıstırıcı cihazlar; tanklardan, karıstırıcı çarklardan (pervane, türbin, çapa, düz kanat) vetahrik mekanizmalarında olusmus karısık cihazlardır. Maddelerin özelligine göre degisebilen bumekanizmalarda, Newtoniyen akıskanlar için oldukça kesin kriterler ortaya koyulmustur.Özellikle, katı maddelerin karıstırılmalarındaki çesitliliklerden dolayı çok degisik cihazlaryapılmaktadır. Gaz maddelerin karıstırılmalarında ise hemen hemen güçlüklerle karsılasılmaz. Buyüzden sıvıların karıstırılmalarında deneysel çalısmalar ve bulgular agırlıktadır. . Karısımın amacı,gerekli homojenligin, en kısa zamanda, en az güç sarf ederek saglanmasıdır.Bu çalısmada karıstırıcı tanklarda kullanılan kanat yapısı geometrilerinin ve akıskosullarının, karısıma olan etkisi sayısal olarak incelenmistir. Kullanılan yöntem, kararlı,sıkıstırılamaz ve viskoz akıs kabulüyle, 3-boyutlu Navier-Stokes denklemlerinin Sonlu HacimlerMetoduna uygun olarak çözülmesini içermektedir. Çalısmada kullanılan kanatların dönme hızı 300rpm ve kanat çapı 0,35m'dir. Bu amaca yönelik üç-boyutlu olarak, düz, 45 egimli, geriye dönükve radyal kanat yapıları modellenmistir. Sonuçlar, tank içerisindeki hız vektörleri, hız konturları vetürbülans kinetik enerji dagılımları olarak verilmistir.ANAHTAR KELMELER: Karıstırıcı Tank, Sayısal Yöntem, Karısım.

Stirred tanks are the devices that consist of tanks, mixing propellers (impeller, turbine,anchor, straight blade) and driving mechanisms. These mechanisms are alterable with theproperties of materials and introduced absolute criterions for Newtonian fluids. Since the varietiesof mixing solid materials, different types of devices are manufactured. There is no difficulty ofmixing gaseous materials. Therefore, experimental studies and their results are mostly used inmixing liquid materials. The aim of mixing is provide necessary homogeneity with minimumpower and time.In this study, the effect of impeller blades flow characteristics and geometries on mixing incylindrical tanks were investigated using computational fluid dynamic software package(FLUENT). The flow is assumed as; steady, incompressible and viscous. Three-dimensionalNavier-Stokes equations were solved by Finite-Volume Method. The velocity vectors, velocitycontours and the turbulent kinetic energy distribution were obtained for the flow generated by aflat blade, 45 pitched blade, retreat curve blade and radial blades.Keywords: Stirred Tank, Numerical Method, Mixing.