Архив номеров

Поле течения в механически перемешиваемом резервуаре часто исследуется PIV-методом (методом измерения скорости по изображениям частиц или, иными словами, с помощью трассерной визуализации). В опубликованных исследованиях время между регистрациями изображений изменяется от десятых долей секунды до нескольких секунд. Возникает вопрос: какое минимальное время регистрации необходимо для получения значимых данных? Настоящее исследование имеет целью определение минимального времени регистрации, которое требуется для получения согласованных результатов для поля скоростей, при использовании трассерной визуализации в резервуаре с жидкостью, перемешиваемой зубчатой крыльчаткой с высоким усилием сдвига. Полученные результаты помогают подобрать экспериментальные условия для PIV-измерений, которые гарантируют получение правильных данных для скорости. Эксперименты выполнены в цилиндрическом резервуаре с плоским дном внутренним диаметром 400 мм при наличии внутренних радиальных перегородок (дефлекторов) по всей высоте сосуда. Резервуар заполнялся тремя различными жидкостями и перемешивался зубчатой крыльчаткой (импеллером) диаметром 133 мм. Использовалась двумерная трассерная визуализация (PIV-метод) с разрешением по времени в диапазоне чисел Рейнольдса крыльчатки от 68000 до 221000. Статистический анализ радиальной и осевой компонент средней и пульсационных скоростей, измеренных в течении, нагнетаемом крыльчаткой, показал, что значение безразмерного минимального времени регистрации не зависит от числа Рейнольдса крыльчатки. Это значение равно Nt_Rmin=62 для средней радиальной скорости и пульсационных скоростей как в радиальном, так и осевом направлениях, тогда как большее время измерений, Nt_Rmin=174, требуется для получения согласованной средней осевой скорости при изменчивости ±2%. В качестве параметра масштабирования для оценки минимального времени регистрации изображений рекомендуется безразмерное число Nt_Rmin=const.