مدل سازی CFD و بررسی اثر بافل در کیفیت اختلاط فرآیند تولید پربورات سدیم

شناخت الگوی جریان میتواند نقش مهمی در بهینهسازی فرآیند اختلاط ایفا کند. برای تهیه پربورات سدیم چهار آبه، متابورات سدیم و آب اکسیژنه در یک مخزن با هم مخلوط شده واکنش میدهند و برای اختلاط از همزن توربینی دو پرهای استفاده میشود. در این تحقیق، اختلاط در راکتور تهیه پربورات سدیم با استفاده از دینامیک سیالات عددی مدل سازی شده و اثر افزودن بافل بر کیفیت اختلاط مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، ابتدا جریان داخل راکتور بدون بافل و بافلدار به صورت پایا مدل سازی شده است. بررسی الگوی جریان ایجاد شده نشان می دهد که گرچه افزایش بافلها سبب کاهش سرعت متوسط داخل ظرف می شود، اما این کاهش سرعت فقط برای حرکت سیال در جهت چرخش پروانه های همزن است. بررسی مولفه های سرعت و تنش برشی نشان میدهد که افزودن بافلها باعث افزایش سرعت در جهتهای شعاعی و محوری میشود. نتیجه های به دست آمده در حالت پایا برای مدل سازی همگن شدن داخل راکتورها استفاده شده است. مدل سازی اختلاط در حالت ناپایا نشان می دهد که افزودن بافلها سبب بهبود اختلاط داخل ظرف و کاهش زمان اختلاط به میزان بیش از 60% می شود