نام پژوهشگر: مسلم افراسیابی
مسلم افراسیابی نیما امانی فرد
فرآیند اختلاط در اکثر صنایع پیرامون ما مشاهده می¬گردد. انجام این عمل با کیفیت مطلوب و تلاش در راستای کاهش زمان اختلاط به منظور بهبود فرآیند تولید و کاهش هزینه¬های تحمیلی صورت می¬پذیرد. محققین همواره به دنبال بکارگیری همزن-هایی با عملکرد بهینه می¬باشند. به دلیل اهمیت عملکرد همزن¬ها و ارتقاء راندمان آن¬ها در این تحقیق یکی از انواع پرکاربرد اختلاط تحت عنوان انحلال تک فاز مایع شبیه¬سازی می¬شود و فرآیند اختلاط در یک مخزن استوانه¬ای با پره صفحه¬ای در جریان آرام و حالت پایا به روش هیدرودینامیک ذرات هموار (sph)2 بررسی می¬شود. sph یک روش عددی لاگرانژی بدون نیاز به شبکه¬بندی است که مشکلات روش¬های عددی مبتنی بر شبکه را ندارد. مثلاً شبکه¬بندی در مسائل با هندسه پیچیده و یا دارای مرز متحرک دشوار بوده و ضمناً زمان زیادی را به خود صرف کرده و هزینه محاسبات را بالا می¬برد. توسعه روش¬های مبتنی به ذره راهکاری جهت رفع این مشکل می¬باشد. در مدل¬سازی حاضر از الگوریتم سه مرحله¬ای تراکم¬ناپذیر پیش¬بینی-تصحیح استفاده می-گردد. برای کدنویسی زبان برنامه¬نویسی فرترن3 بکار رفته و به منظور جلوگیری از ایجاد فضای خالی پشت تیغه از روش جابجایی ذرات استفاده می¬شود. ابتدا صحت¬سنجی شبیه¬سازی به روش عددی sph با مقایسه دو روش تجربی و عددی mps4 موجود در فرآیند اختلاط ارائه می¬گردد. زمان اختلاط نیز پارامتری جهت ارزیابی راندمان اختلاط می¬باشد که بیانگر زمان لازم جهت حصول حداکثر یکنواختی مواد اختلاط می¬باشد. از این فاکتور به عنوان عاملی جهت تاثیر پارامترهای مختلف بر عملکرد همزن استفاده می¬شود. پارامترهای مختلف هندسی و جریانی عملکرد همزن را تحت تاثیر قرار می¬دهند که در این تحقیق هدف بررسی و تحلیل اثر پارامترهای هندسی اندازه و شکل هندسی تیغه¬های پره و تعداد پره¬ها و پارامترهای ¬جریانی جهت و نوع حرکت پره می¬باشد. مطابق نتایج حاصله افزایش تعداد تیغه از دو به سه حدود 40 % و از سه به چهار حدود 50 % زمان اختلاط را افزایش داده که سبب کاهش عملکرد همزن می¬گردد. تغییر هندسه چهار تیغه برابر به چهار تیغه نابرابر متقارن (دوتا نصف دوتای دیگر) سبب کاهش 60 % زمان اختلاط می¬گردد. در انتها نیز یک مدل هندسی بهینه جهت حصول راندمان حداکثر معرفی می¬شود.