清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Impeller shape-optimization of stirred-tank reactor: CFD and fluid structure interaction analyses

叶轮 计算流体力学 拉什顿汽轮机 湍流 涡轮机 机械 湍流动能 混合(物理) 机械工程 材料科学 工程类 物理 量子力学
作者
S.S. Hoseini,G. Najafi,Barat Ghobadian,A.H. Akbarzadeh
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:413: 127497-127497 被引量:57
标识
DOI:10.1016/j.cej.2020.127497
摘要

Mixing is an important operation in the chemical industry. The present numerical study, validated by experimental data, offers a computational framework for minimizing the stirred-tank reactor power consumption and the impeller equivalent stress. The flow pattern, turbulence parameters, and power consumption of the three types of impellers, named as 6-blade Rushton turbine and U-shape and V-shape impeller designs, are numerically studied using the Computational Fluid Dynamic (CFD) analysis. The interaction between the fluid and the solid is then studied through a two-way Fluid Structural/Solid Interaction (FSI) analysis. Multi-objective Genetic Algorithm (MOGA) is used along with both Direct Optimization (DO) and Response Surface Optimization (RSO) to optimize the blade's geometrical parameters, including blade thickness (Tb), disk thickness (TD), and vertical angle of the blade (θ). The variation between experimental and numerical results, in terms of power consumption, is around 5%. The computational results show that the power number (Np) can decrease, respectively by 21% and 48%, for the V- and U-shape impellers compared to the 6-blade Rushton turbine. The maximum turbulent kinetic energy and the maximum dissipation rate of the turbulent kinetic energy of the U-shape (k = 0.065 m2/s2, ε = 65.14 m2/s3) are more than V-shape impeller (k = 0.044 m2/s2, ε = 25.16 m2/s3). The FSI results also show that the lowest von Mises stress occurs in the V-shape impeller.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
Brave发布了新的文献求助10
4秒前
文艺的初南完成签到 ,获得积分10
10秒前
末末完成签到 ,获得积分10
13秒前
澜生完成签到 ,获得积分10
14秒前
雪花完成签到 ,获得积分10
17秒前
栀子红了完成签到 ,获得积分10
24秒前
负责的汉堡完成签到 ,获得积分10
25秒前
朱科源啊源完成签到 ,获得积分10
27秒前
西山菩提完成签到,获得积分10
27秒前
包容的忆灵完成签到 ,获得积分10
30秒前
34秒前
ceeray23应助科研通管家采纳,获得10
38秒前
你要学好完成签到 ,获得积分10
40秒前
40秒前
小事完成签到 ,获得积分10
41秒前
CHRIS发布了新的文献求助10
41秒前
gmc完成签到 ,获得积分10
41秒前
5433完成签到 ,获得积分10
43秒前
小郭发布了新的文献求助10
45秒前
桐桐应助CHRIS采纳,获得10
51秒前
牛马完成签到,获得积分10
51秒前
涛1完成签到 ,获得积分10
1分钟前
碗碗豆喵完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Brave完成签到,获得积分10
1分钟前
负责以山完成签到 ,获得积分10
1分钟前
丝丢皮得完成签到 ,获得积分10
1分钟前
丝丢皮的完成签到 ,获得积分10
1分钟前
苗条丹南完成签到 ,获得积分10
1分钟前
m李完成签到 ,获得积分10
1分钟前
自由的中蓝完成签到 ,获得积分10
2分钟前
kyle完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
叼面包的数学狗完成签到 ,获得积分10
2分钟前
oxear完成签到,获得积分10
2分钟前
小郭完成签到,获得积分10
2分钟前
快乐的芷巧完成签到,获得积分10
2分钟前
xfy完成签到,获得积分10
2分钟前
张振宇完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Balance Man完成签到 ,获得积分10
2分钟前
高分求助中
The Mother of All Tableaux Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 2400
Ophthalmic Equipment Market by Devices(surgical: vitreorentinal,IOLs,OVDs,contact lens,RGP lens,backflush,diagnostic&monitoring:OCT,actorefractor,keratometer,tonometer,ophthalmoscpe,OVD), End User,Buying Criteria-Global Forecast to2029 2000
Optimal Transport: A Comprehensive Introduction to Modeling, Analysis, Simulation, Applications 800
Official Methods of Analysis of AOAC INTERNATIONAL 600
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 588
Residual Stress Measurement by X-Ray Diffraction, 2003 Edition HS-784/2003 588
T/CIET 1202-2025 可吸收再生氧化纤维素止血材料 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3949990
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3495297
关于积分的说明 11076070
捐赠科研通 3225837
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1783291
邀请新用户注册赠送积分活动 867584
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 800839