局所乱流構造に基づく撹拌槽スケールアップの手法確立

基于局部湍流结构的搅拌槽放大方法的建立

• 批准号: 06650854
• 负责人: 小川 浩平
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06650854/
• 关键词: 撹拌槽; 混合; スケールアップ; エネルギースペクトル; 乱流; 流速変動

撹拌槽のスケールアップ手法は未だ確立されておらず、いずれの従来の手法もそれを妥当とする理論的裏付けが希薄で普遍的な方法には成り得ていないのが現状である。そこで、撹拌槽内の乱流構造の定量的表現手法として最も適当と考えられるエネルギースペクトル分布に基づいたスケールアップ則を確立することを目的として研究を行った。一般の乱流場におけるエネルギースペクトル分布については装置の大きさと深い関係があることは実験的に既に確認している。そこで本研究では大きさの異なるいくつかの幾何学的に相似な撹拌槽内の局所における流速変動などを実測し、エネルギースペクトル分布と槽の幾何的な大きさの関係を定量的に明確し、スケールアップに関する情報を得ることを試みた。撹拌槽として幾何学的に相似な円筒型平底バッフル付アクリル樹脂製撹拌槽および6枚平羽根タービン型撹拌槽を作製し、水を試験流体とする層流域および完全邪魔板条件下において吐出流領域を中心とする槽内各点での流速変動を拡散律速電極反応を利用して測定した。得られた流速変動に基づいて槽内の流速変動のエネルギースペクトル分布を求めた。様々な大きさの乱流渦が流速変動に占める割合を示すエネルギースペクトル分布は乱流場を構成する平均スケールをもついくつかの渦のグループのスペクトル分布の合成により表されることが確認されているが、撹拌槽の場合も同様の結果が得られた。さらに、渦のグループうち小さいスケールのものに基づくスペクトル分布は装置寸法によらずほぼ等しくなるが、寸法が大きくなるにしたがい、より大きな渦グループが現れ、低波数領域のスペクトル分布が変化することが明らかとなるとともに、この結果に基づいて、撹拌槽のスケールアップ則を確立することができ、同則を用いて従来のスケールアップ則を評価した。

The method of mixing tank is not established yet. The method of mixing tank is not established yet. The theory of mixing tank is not established yet. The method of mixing tank is not established yet. The quantitative expression method of turbulent flow structure in stirred tank is studied. The general chaotic flow of information in the distribution of information in the device, the relationship between information in the device, the identification of information in the device. In this study, the relationship between the flow velocity variation of the stirred tank and the geometric variation of the stirred tank was quantitatively determined and the relevant information was obtained. The stirred tank is geometrically similar to a cylindrical flat-bottomed stirred tank made of resin and six flat-bottomed stirred tanks. The flow velocity changes at various points in the discharge flow field under the condition of water test fluid and a complete plate are measured by using a dispersion rate electrode. The velocity variation in the tank is obtained by calculating the velocity distribution. The results of the analysis of the turbulent flow distribution in the stirred tank are as follows: In addition, the basic distribution of the vortex is determined by the size of the vortex, the size of the vortex, the distribution of the vortex in the low wave number field, and the results of the mixing. In the same way, we can evaluate the quality of our products.