انجمن مهندسی شیمی ایران مهندسی شیمی ایران 1735-5400 24 139 2025 06 22 CFD Simulation to Evaluate the Mixing quality by Mixers with Different Blade Shapes شبیه‌سازی CFD برای بررسی کیفیت اختلاط به‌وسیلۀ همزن‌هایی با تیغه‌هایی به‌اشکال هندسی مختلف 136 147 195847 10.22034/ijche.2024.446615.1402 FA یاسان باسره کارشناس ارشد مهندسی شیمی، دانشگاه کردستان رضا بیگزاده دانشیار مهندسی شیمی، دانشگاه کردستان Journal Article 2024 03 02 The optimum design of mixing tank reactors is very important to increase the mixing in industries. This study examined how varying operational factors, such as the type and angle of stirring blades, as well as the rotational speed, affect mixing rates. Four types of mixers (Rushton, Smith Turbine, Reversible Rushton, and Reversible Propeller) were modeled using computational fluid dynamics techniques to assess their mixing performance. The study analyzed the effects of varying rotational speeds (20, 40, and 60 rpm) and inlet flow velocities (0.028, 0.03, 0.04, and 0.05 m/s) on the mixing efficiency. The results showed that, among the designed models, the Reversible Rushton has the best mixing rate and the closest behavior to the ideal state. Where θ is equal to 3, its mixing factor is equal to 0.083879. Additionally, it was noted that as the inlet velocity increased, the rate of change in mixing also became more pronounced. It was observed that the Reversible Rushton shows the least sensitivity to the change of rotational speed compared to the other three blades. The Reversible Rushton model at 20 rpm rotational speed and 0.03 m/s inlet velocity demonstrated the highest mixing rate among all investigated cases. طراحی بهینۀ مخازن همزن‌دار به‌منظور افزایش میزان اختلاط در صنایع، بسیار مهم است. این تحقیق، به بررسی تأثیر مشخصه‌های عملیاتی مختلف، مانند نوع و زاویۀ پره‌های همزن و هم‌چنین، دور همزن بر میزان اختلاط اختصاص‌داده‌شد. چهار نوع مختلف پره، شامل: راشتون، اسمیت توربین، راشتون برگشتی و پروانۀ برگشتی طراحی و در دورهای 20، 40 و 60 دوربردقیقه و هم‌چنین، در سرعت‌های مختلف جریان ورودی به مخزن؛ شامل 0/028، 0/03، 0/04 و 0/05 متربرثانیه به‌منظور بررسی عملکرد اختلاط با روش دینامیک سیالات محاسباتی مدل‌سازی‌شد. نتایج نشان‌داد که در بین مدل‌های طراحی‌شده، پرۀ راشتون برگشتی بهترین میزان اختلاط و نزدیک‌ترین رفتار را نسبت‌به حالت آرمانی دارد که درنسبت زمان اختلاط به زمان ماند (θ) برابربا 3، نسبت اختلاط آن برابربا 0/083879 تعیین‌شد. هم‌چنین، مشاهده‌شد که با افزایش سرعت ورودی، شیب تغییرات اختلاط نیز تندتر شده‌است. مشاهده‌شد که پرۀ راشتون برگشتی، کمترین حساسیت را نسبت‌به تغییر دور درمقایسه‌با سه پرۀ‌ دیگر ازخود نشان‌می‌دهد. ازمیان کلیۀ‌ موارد مطالعه‌شده، بهترین میزان اختلاط برای پرۀ‌ راشتون برگشتی در دور برابربا rpm 20 و سرعت 0/03 متربرثانیه به‌دست‌آمد.

https://www.ijche.ir/article_195847_20585dbaf1d79603a934f7752b98a8cd.pdf