|
|
Estimation of turbulence dissipation rate by Large eddy PIV method in an agitated vessel
Kysela, Bohuš ; Jašíková, D. ; Konfršt, Jiří ; Šulc, R. ; Ditl, P.
The distribution of turbulent kinetic energy dissipation rate is important for design of mixing apparatuses in chemical industry. Generally used experimental methods of velocity measurements for measurement in complex geometries of an agitated vessel disallow measurement in resolution of small scales close to turbulence dissipation ones. Therefore, Particle image velocity (PIV) measurement method improved by large eddy PIV approach was used. Large eddy PIV method is based on modeling of smallest eddies by a sub grid scale (SGS) model. This method is similar to numerical calculations using Large Eddy Simulation (LES) and the same SGS models are used. In this work the basic Smagorinsky model was employed and compared with power law approximation. Time resolved PIV data were processed by Large Eddy PIV approach and the obtained results of turbulent kinetic dissipation rate were compared in selected points for several operating conditions (impeller speed, operating liquid viscosity).
|
|
| |
|
|
Porovnání měřených okamžitých rychlostí a modelovaného proudění v míchané nádobě
Kysela, Bohuš ; Pešava, V. ; Konfršt, Jiří ; Chára, Zdeněk ; Kotek, M.
Mixing process is driven by changes of the velocity flow field and creation of the vortices structures during the operating time. In this study we compare the CFD (Computational Fluid Dynamics) calculations with experimental results of mean ensemble-averaged velocities and also the angle resolved experimental results of velocities which depend on the impeller movement that generate the vortices. The experimental data of temporal series of 2D vector maps of the velocities were obtained from the time resolved PIV measurements in the impeller region. For the instantaneous velocities and the investigation of the vortices in the impeller vicinity the LES (Large Eddy Simulation) were employed with combination of SM (Sliding Mesh) modelling of the impeller movement. The application of method and results are discussed and compared.
|
|
|
Postup seřízení argonového laseru a vláknového zavaděče
Konfršt, Jiří ; Kysela, Bohuš ; Chára, Zdeněk
Použití laserů v měřících systémech využívajících zařízení LDA (Laser Doppler Anemometry)/PDA (Phase Doppler Anemometry) předpokládá dobrou znalost fyzikálních charakteristik používaného světelného zdroje. Tento příspěvek se zabývá experimentální analýzou parametrů jednotlivě separovaných světelných vlnových délek u Ar-Ion plazmové trubice, pracující v multi-vlnném „ML“ režimu. Motivací práce byla snaha o co nejkvalitnější zavedení světla do světelných vláken a minimalizace ztrát světelného výkonu pro účel dvou-, příp. tří-složkového měření proudového pole v míchané nádobě. Vyšetřovány byly parametry jednotlivých vlnových délek, a to světelný výkon, průběh emise a interference ve vztahu k nastavení apertury laseru a ve vazbě na nastavení proudového / světelného výkonu laseru. V dalším kroku bylo provedeno zavedení světelného záření z laseru pracujícího v „ML“ režimu do transmitteru a dále pomocí optických zavaděčů do mono-modových optických vláken. Do optických vláken byly zavedeny dvě nejsilnější vlnové délky, zelená - 514,5 nm a modrá - 488 nm. Pro současné zavedení oboru barev bylo nutné provést úpravu optické trasy v transmitteru přizvednutím středového hranolového páru u modré barvy.
|
|
| |
|
|
Evaluation and accuracy of the local velocity data measurements in an agitated vessel
Kysela, Bohuš ; Konfršt, Jiří ; Chára, Zdeněk ; Kotek, M.
Velocity measurements of the flow field in an agitated vessel are necessary for the improvement and better understanding of the mixing processes. The obtained results are used for the calculations of the impeller pumping capacity, comparison of the power consumption etc. We performed various measurements of the local velocities in an agitated vessel final results of which should be processed for several purposes so it was necessary to make an analysis of the obtained data suitability and their quality. Analysed velocity data were obtained from the LDA (Laser Doppler Anemometry) and PIV (Particle Image Velocimetry) measurements performed on a standard equipment where the flat bottomed vessel with four baffles was agitated by the six-blade Rushton turbine. The results from both used methods were compared. The frequency analyses were examined as well as the dependency of the data rates, time series lengths etc. The demands for the data processed in the form of the ensemble-averaged results were also established.
|
|
|
LDA measurements and turbulence spectral analysis in an agitated vessel
Kysela, Bohuš ; Konfršt, Jiří ; Chára, Zdeněk
During the last years considerable improvement of the derivation of turbulence power spectrum from Laser Doppler Anemometry (LDA) has been achieved. The irregularly sampled LDA data is proposed to approximate by several methods e.g. Lomb-Scargle method, which estimates amplitude and phase of spectral lines from missing data, methods based on the reconstruction of the auto-correlation function (referred to as correlation slotting technique), methods based on the reconstruction of the time series using interpolation between the uneven sampling and subsequent resampling etc. These different methods were used on the LDA data measured in an agitated vessel and the results of the power spectrum calculations were compared. The measurements were performed in the mixing vessel with flat bottom. The vessel was equipped with four baffles and agitated with a six-blade pitched blade impeller. Three values of the impeller speed (Reynolds number) were tested. Long time series of the axial velocity component were measured in selected points. In each point the time series were analyzed and evaluated in a form of power spectrum.
|
|
|
Modelování proudění a disipace turbulentní kinetické energie v míchané nádobě
Kysela, Bohuš ; Skočilas, J. ; Konfršt, Jiří ; Chára, Zdeněk
Rychlostní pole a distribuce disipace energie jsou klíčové parametry při navrhování míchaných reaktorů. V tomto příspěvku jsme porovnávali výsledky CFD výpočtů s výsledky středních rychlostí naměřených pomocí LDA (Laser Doppler Anemometry) a s výsledky odvozených disipací energie, kde byla celková střední disipace energie použita jako kontrolní hodnota. Porovnání ukazuje, že ani k-ε model (založený na isotropní turbulenci) ani RSM nepočítají zcela správně hodnoty rychlostí v oblastech, kde se vyskytují vlečené víry (v blízkosti hran lopatek míchadla, atd.) a v oblasti hlavního proudu z míchadla, kde je tok silně neizotropní. Podobné odchylky se objevují i v hodnotách disipace energie. Nízké hodnoty disipace energie jsou také vypočítány i v oblasti objemu mimo oblast míchadla. Běžně vychází z CFD výpočtů nižší hodnoty celkové disipace, než jsou reálné hodnoty, což je ve shodě s ostatními publikovanými výsledky.
|
|
| |
host ::
RSS.