層流攪拌器流體混合研究

Abstract

對於黏滯性較高的流體混合，由於功率消耗的限制，一般常使用尺寸較大，但轉速 較慢的攪拌器，因而流場屬於層流，針對此本計畫擬以數值方式探討層流式攪拌器的攪 拌過程，將包括螺桿(screw impeller)及螺帶(helical ribbon impeller)兩種形式，所使用的 流體包含牛頓及非牛頓流體。數值方法方面，將採用近幾年來我們所發展的使用非結構 性網格的有限體積法。為處理葉片的旋轉，將使用多重參考座標系。對於非牛頓流體將 採用Carreau 模式。另外為應付複雜的幾何形狀，將採用多重區塊的方法建立網格。針 對各種幾何參數將詳細的探討其對功率的消耗,、誘發循環的流量、及混合的能量等的影 響，將瞭解流體混合中詳細的動態過程。全程計畫分兩年完成，頭一年以螺桿式攪拌器 為主，第二年將探討螺帶式，同時將比較此兩種攪拌器於暫態混合的動態表現。