Modelování míchání velkoobjemových reaktorů a zásobníků

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá simulacemi míchání ve velkoobjemových reaktorech s bočními míchadly. Nejprve je provedena rešerše používaných systémů míchání s ohledem na pozdější využití poznatků při simulacích. Na rešerši navazuje teoretický úvod do simulací popisující simulační přístupy k modelování rotace míchadla, turbulence atd., které jsou využity v provedených simulacích. Dále je uveden popis jednotlivých simulací proudění vyvolaného bočním axiálním míchadlem a tryskou. V další části je zkoumána podobnost příkonového a průtokového čísla mezi bočním a centrálně umístěným míchadlem. Pro případ bočního míchání je proveden rovněž ověřovací experiment zaměřený na zjištění lokálních rychlostí proudění. Z výsledků CFD simulací vyplývá, že proudění vyvolané tryskou a míchadlem se od sebe liší kvůli absenci tangenciální složky rychlosti v případě trysky. Při výpočtu příkonu bočního míchadla je možné vycházet z hodnot příkonového čísla zjištěného pro standardní konfiguraci míchacího zařízení, zatímco průtokové číslo a doba homogenizace jsou v porovnávaných případech odlišné.

This diploma thesis focuses on simulations of mixing in large-volume tanks using side-entry impellers. Firstly there is a review of currently available mixing solutions with respect to later use in simulations. The review is followed by theoretical introduction to simulations describing simulation options for impeller rotation modelling, turbulence modelling etc., which are used in performed simulations. Then there is a description of particular flow simulations generated by axial side-entry impeller and jet. Next part is aimed at comparison of power and flow number for side and centrally placed impeller. Experiment is conducted for side-entry impeller configuration for validation of simulated local velocities. It is concluded that flow induced by impeller and jet differs due to absence of tangential velocity component in jet outflow. Power demand for side-entry impeller can be calculated using the power number obtained for standard configuration setup (i.e. with central impeller), whereas flow number and mixing time differ in compared cases.