Все выпуски

Представлены результаты математического моделирования течения степенной жидкости в смесительном аппарате лопастного типа. Численное решение задачи основано на методе контрольного объема и процедуре SIMPLE, реализованных на неравномерной ортогональной сетке. Исследована картина распределения кинематических характеристик в объеме и изучена структура потока с выделением характерных циркуляционных зон для псевдопластичной, ньютоновской и дилатантной реологий. Для оценки процесса смешения во времени решена задача о перераспределении ансамбля маркерных частиц, в начальный момент расположенных в выделенной области и движущихся со скоростью среды. Проведены параметрические исследования двух технологических критериев: интеграла от диссипативной функции, показывающего энергетические затраты на организацию течения; оригинальной характеристики, рассчитываемой по текущему распределению маркерных частиц, позволяющей оценить однородность перемешивания.

The article presents the results of mathematical modeling of a power-law fluid flow in a blade stirrer mixing apparatus. The numerical solution of the problem is based on the control volume method and the SIMPLE procedure implemented on a non-uniform orthogonal grid. The distribution pattern of kinematic characteristics in the volume is investigated, and the flow structure is studied with the allocation of characteristic circulation zones for pseudoplastic, Newtonian and dilatant rheologies. To assess the mixing process over time, the problem of redistribution of an ensemble of marker particles initially located in the selected region and moving with the velocity of the medium is solved. Parametric studies of two technological criteria are carried out: the integral of the dissipative function showing the energy costs of organizing the flow; the original characteristic calculated from the current distribution of marker particles, allowing one to estimate the homogeneity of mixing.