بهینه سازی سیستم های پراکندگی گاز - مایع از نظر مصرف توان و الگوی جریان

در این پژوهش ، مطالعاتی در مورد فرآیند پراکندگی گاز - مایع، در یک مخزن شیشه ای که به چهار عدد موج گیر baffle تجهیز شده، صورت گرفته است . از چهار نوع همزن توربینی و یک توزیع کننده گاز حلقوی شکل استفاده شده و از آب به عنوان مایع و ا زهوا به عنوان گاز استفاده شده است . سپس آزمایشاتی به منظور مقایسه عملکرد همزن ها از نظر مصرف توان در شرایط بدون هوادهی، ضریب انتقال جرم و الگوی جریان انجام گرفته است . در شرایط بدون هوادهی، همزن هایی که جریان محوری تولید می کنند، در مقایسه با همزن های تولید کننده جریان شعاعی، توان کمتری مصرف می کنند و عملکرد بهتری دارند. در این میان همزن pitched blade کمترین مصرف توان را به همراه دارد. نتایج بدست آمده در این قسمت با نتایج تئوری مطابقت خوبی دارد. آزمایشات جهت بررسی توان مصرفی سیستم در شرایط هوادهی، نشان می دهند که توان نسبت به شرایط بدون هوادهی افت می کند. میزان این افت با توجه به شرایط عملیاتی برای همزن های مختلف ، متفاوت است . این افت برای همزن concave blade کمتر از انواع همزن دیگر است . کارهای آزمایشگاهی در زمینه انتقال جرم، با اندازه گیری میزان جذب اکسیژن، در آب توسط الکترود اکسیژن و محاسبه ضریب حجمی انتقال جرم در سیستم (kl.a) برای انواع همزن در شرایط عملیاتی متفاوت صورت گرفته است . آزمایشات از نظر بیشترین ضریب انتقال جرم و همچنین بیشترین دامنه عملکرد مطلوب و پراکنده سازی حجم گاز قبل از رسیدن به شرایط نامطلوب در سیستم، همزن vaned disc را به عنوان انتخاب بهینه معرف می کند. در این پژوهش رفتار دو گانه (hysteresis) در همزن rushton turbine مورد مطالعه قرار گرفته است . وجود این پدیده در این نوع همزن باعث ایجاد یک ناحیه جدید در الگوی جریان، به ناحیه گذرا می شود. در این ناحیه هر دو الگوی مطلوب و نامطلوب جریان وجود دارند. همچنین روابطی برای تعیین مرزهای الگوی جریان ارائه شده است که با خطای میانگین 4/8 درصد این نواحی را مشخص می کنند.