مطالعه عددی یک همزن آشوبناک با دو پره چرخان؛ مطالعه اویلری و لاگرانژی

مطالعه حاضر به شبیه سازی دو بعدی نوع جدیدی از همزن آشوبناک با دو پره چرخان می پردازد. پره های همزن، قطاع هایی از محیط یک دایره می باشند که حول نقطهای خارج از مرکز دایره دوران میکنند. معادلات بقای جرم و بقای مومنتوم به کمک نرم افزار فلوئنت حل شده و میدان سرعت حاصل میگردد. با حل میدان سرعت، ذرات به کمک انتگرال گیری رانج-کوتا مرتبه چهار ردگیری می شوند و حساسیت ذرات به شرایط اولیه به عنوان یکی از مشخصه های جریان آشوبناک مورد مطالعه قرار می گیرد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد با وجود ثابت بودن سرعت زاویه ای پره ها، جریانی غیردائمی و آشوبناک در همزن پدید می آید. عدد نمایی لیاپانوف برای هندسه معرفی شده محاسبه گردید و مشاهده شد که بعد از 60 ثانیه مقدار آن به 4 می رسد که بیانگر یک اختلاط آشوبناک است. مطالعه حاضر نشان می دهد که اگرچه پره های همزن دارای حرکت چرخشی ثابت میباشند اما، یک جریان غیردائمی و آشوبناک را در مخزن پدید می آورند. نتایج شبیه سازی بیانگر آن است که همزن مورد مطالعه، با بهره گیری از سینماتیک جریان آشوب، قادر است اختلاطی مناسب برای سیالهای لزج فراهم آورد.

کلیدواژه ها:

همزن آشوبناک ، جریان آشوب ، عدد لیاپانوف ، حساسیت به شرایط اولیه.