Multifázová simulace míchání v chemickém reaktoru
Loading...
Date
Authors
Novosád Kluknavská, Júlia
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Predkladaná diplomová práca sa zaoberá problematikou priemyselného miešania a jeho CFD simuláciou. Práca kvalitatívne pokrýva teoretické pozadie miešacích procesov, t.j. dáva všeobecný prehľad o priemyselných miešačoch a ich využití, predstavuje konkrétne typy miešacích vrtulí a poskytuje základné odporúčania pre zostavenie miešacej aparatúry. Hlavná časť práce je zameraná na praktické využitie CFD simulácii pre priemyselnú aplikáciu. Na to, aby bol CFD model fyzikálne správny je potrebná jeho validácia experimentom. Práve preto bol navrhnutý a uskutočnený experiment, v rámci ktorého bol pozorovaný tvar a hĺbka vodnej hladiny pri vírivom prúdení a zaznamenávaná doba rozpúšťania tuhej kryštalickej látky. To isté bolo nasimulované pomocou CFD. Konečné porovnanie CFD simulácie a experimentu preukázalo zhodu tvaru hladiny a jej hĺbky. Model pre simuláciu rozpúšťania je v súlade s reálnym fyzikálnym procesom ale je nutné ho vylepšiť. V práci je však popísaný vhodný spôsob, ako postupovať k získaniu CFD modelu fyzikálne správne popisujúceho rozpúšťanie kryštalických látok.
The Present Master Thesis deals with industrial mixing and CFD simulation thereof. The Thesis in qualitative terms covers a theoretical background of mixing processes, i.e. gives general overview of industrial mixers and their purposes, introduces the individual types of impellers and provides the basic recommendations for mixing apparatus geometry assembly. The main part of the Present Thesis is aimed at practical application of CFD simulation in industry. To create a physically correct CFD model it is necessary to validate it by an experiment. Hence, there was designed and performed one. The experiment captured water level shape influenced by vortex flow as well as recorded a dissolution time of solid crystalline matter. The same was simulated by CFD. Final comparison of CFD simulation and experiment resulted in agreement of water level shape and depth. The model for simulating a dissolution phenomenon correlates to the real physical process, but needs to be improved. The Thesis, however, contains description of a suitable way how to proceed to obtain a CFD model which covers dissolution of crystalline substances correctly in physical terms.
The Present Master Thesis deals with industrial mixing and CFD simulation thereof. The Thesis in qualitative terms covers a theoretical background of mixing processes, i.e. gives general overview of industrial mixers and their purposes, introduces the individual types of impellers and provides the basic recommendations for mixing apparatus geometry assembly. The main part of the Present Thesis is aimed at practical application of CFD simulation in industry. To create a physically correct CFD model it is necessary to validate it by an experiment. Hence, there was designed and performed one. The experiment captured water level shape influenced by vortex flow as well as recorded a dissolution time of solid crystalline matter. The same was simulated by CFD. Final comparison of CFD simulation and experiment resulted in agreement of water level shape and depth. The model for simulating a dissolution phenomenon correlates to the real physical process, but needs to be improved. The Thesis, however, contains description of a suitable way how to proceed to obtain a CFD model which covers dissolution of crystalline substances correctly in physical terms.
Description
Citation
NOVOSÁD KLUKNAVSKÁ, J. Multifázová simulace míchání v chemickém reaktoru [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2023.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Fluidní inženýrství
Comittee
doc. Ing. Sylva Drábková, Ph.D. (předseda)
prof. Ing. František Pochylý, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. Jaroslav Štigler, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Simona Fialová, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Zdeněk Florian, CSc. (člen)
Ing. Zdeněk Franc, Ph.D., Ph.D. (člen)
Ing. Radek Veselý (člen)
Date of acceptance
2023-06-19
Defence
Studentka seznámila komisi s diplomovou prací zabývající se multifázovou simulací míchání v chemickém reaktoru. Navrhla vlastní experimentální zařízení, uskutečnila potřebé měření a měření vyhodnotila. Následně zpracovala CFD simulaci rozpouštění a míchání KCL v reaktoru. Uvedla způsoby a limity CFD simulace. Srovnala výsledky simulace a experimentu.
Na dotaz oponenta práce studentka ozřejmila možnosti zvýšení zvýšení účinnosti reaktoru. Popsala ji v závislosti na proudovém poli uvnitř reaktoru, zamyslela se také nad tvarem lopatek míchadla a nad velikostí násypky. Uvedla rovněž vliv přepážek v reaktoru. Na dotaz komise uvedla, jaký je vliv jiné rozpouštěné látky? Ozřejmila vliv axiální rychlosti a možnosti změny její orientace. Zamyslela se také nad umístěním násypky. Popsala příčinu rozdílu mezi experimentem a CFD simulací. Vysvětlila princip měření vodivostní sondy.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení