مقایسه عملکرد هیدرودینامیکی سه نوع همزن استاتیکی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی و شبکه عصبی مصنوعی

همزن های استاتیک تجهیزاتی برای آمیزش در راکتورهای شیمیایی و افزایش ضریب انتقال حرارت در مبدل های حرارتی هستند. در این تحقیق مشخصه های جریان سیال در لوله های مجهز به همزن های استاتیکی اصلاح شده با ابعاد هندسی متفاوت با روش شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی بررسی شده است. همزن های نوارپیچیده کلاسیک، نوارپیچیده حفره دار و نوارپیچیده V-Cut برای اعداد رینولدز 3000 تا 19000 بررسی شدند. الگوی جریان و افت فشار برای جریان سیال بر روی این همزن ها بررسی شد. هم چنین پس از تایید اعتبار نتایج شبیه سازی، داده های به دست آمده برای آموزش مدل شبکه عصبی مصنوعی استفاده شد. عدد رینولدز و مولفه های هندسی همزن ها به عنوان متغیرهای ورودی شبکه عصبی برای تخمین ضریب اصطکاک استفاده شدند. کارایی مدل ها در تخمین ضریب اصطکاک ارزیابی شد که نتایج بیانگر خطای نسبی کمتر از 1 درصد است. خطای نسبی برای کلیه داده ها در حالت کلاسیک، V-Cut و حفره دار به ترتیب 75/0%، 57/0% و 52/0% و برای داده های ارزیابی به ترتیب 1/1%، 92/0% و 62/0% به دست آمد. 30 درصد داده ها به طور تصادفی برای ارزیابی شبکه عصبی در نظر گرفته شد که دقت بالای تخمین آن ها اعتبار مدل را اثبات می کند.