Mixing Enhancement Investigation of Two Miscible Liquids Using Fluid-Structre Interaction (FSI) Effects

Rasouli Mojez, Mehdi and Sadegh Moghalou, Farhad and Rahimi, Mostafa (2018) Mixing Enhancement Investigation of Two Miscible Liquids Using Fluid-Structre Interaction (FSI) Effects. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
Mehdi Rasouli Mojez .pdf

Download (334kB)
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

Research Aim: In the present work effects of flexible body connected to a rigid cylinder on mixing of two miscible fluids is investigated experimentally and the result is compared numerically by finite element method. Research method: In the present work on methods of numerical study and laboratory experiments have been investigated. For this purpose, the channel is built to compare the results of the numerical study with the experimental data and validate them. Three designed geometries consist of single cylinder, a cylinder with rigid splitter and a cylinder with a flexible splitter is considered. The obtained results show that adding splitter to the cylinder damps the generated vortices and delay their formation. Conclusion: In Reynolds number lower than 10 there are no significant differences between results of mixing, because there is no vortex to mix the fluids. After reynolds 10 vortex emerges and then By increasing the Reynolds number, vortexes goes stronger and larger. And it causes enhancement mixing efficiency in all geometries. In compare with other presented geometries the rigid one shows the least the mixing efficiency among the proposed geometries because the existence of splitter resist on formation of vortexes. The results show that the best mixing belongs to single cylinder, the cylinder with flexible splitter and cylinder with rigid splitter respectively.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: بررسی بهبود فرآیند اختلاط دو سیال قابل امتزاج با استفاده از اثرات متقابل سیال و جسم جامد(FSI)
Persian Abstract: هدف: در کار حاضر اثرات یک جسم انعطاف پذیر متصل به یک استوانه صلب ، روی اختلاط دو سیال قابل امتزاج به صورت عددی با استفاده از روش المان محدود بررسی شده است و با نتایج تجربی مقایسه شده است. روش‌شناسی پژوهش: پایان نامه حاضر به دو روش مطالعه عددی و آزمایشات تجربی مورد پژوهش قرار گرفته است. بدین منظور کانالی ساخته شده است تا نتایج به دست آمده از مطالعه عددی با داده¬های تجربی مقایسه شده و اعتبار سنجی گردد. یافته‌ها: اختلاط دو سیال قابل امتزاج در سه حالت مختلف یعنی جریان حول استوانه صلبی که در مکان خود ثابت است، استوانه با اسپلیتر صلب و استوانه با اسپلیتر انعطاف پذیر بررسی شده است. نتایج بدست آمده بیان¬گر آن است که افزودن اسپلیتر به استوانه در هر دو حالت صلب و انعطاف پذیر، سبب تاخیر در تشکیل گردابه¬ها می¬شود. نتیجه‌گیری: در اعداد رینولدز کمتر از 10 به دلیل عدم تشکیل گردابه¬ها نتایج بدست آمده برای هر سه حالت یکسان است و اختلاطی صورت نمی¬گیرد. با افزایش سرعت سیال و به واسطه¬ی آن با افزایش عدد رینولدز و شکل گیری گردابه¬ها میزان اختلاط در هر سه نوع هندسه افزایش می¬یابد. با توجه به تعریف عدد رینولدز که بیانگر نسبت اثرات نیروی اینرسی به اثرات نیروی لزجت می¬باشد، می¬توان گفت با افزایش عدد رینولدز اثرات نیروی اینرسی به اثرات نیروی لزجت غلبه کرده و باعث این افزایش اختلاط می¬شود. از آنجا که وجود اسپلیتر فرآیند تشکیل گردابه¬ها را به تاخیر می¬اندازد از این رو میزان اختلاط در استوانه بدون اسپلیتر بیشترین مقدار را نشان می¬دهد و پس از آن بیشترین مقدار اختلاط به ترتیب مربوط به استوانه با اسپلیتر انعطاف پذیر و در نهایت استوانه با اسپلیتر صلب است.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Sadegh Moghalou, FarhadUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Rahimi, MostafaUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Divisions > Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Divisions: Subjects > Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Date Deposited: 23 Dec 2018 08:19
Last Modified: 23 Dec 2018 08:19
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/4443

Actions (login required)

View Item View Item