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Mixing of newtonian and non-newtonian liquids: Screw agitator and draft coil system

Authors


Abstract

Mixing efficiency and power consumption have been investigated for several Newtonian and non-Newtonian liquids in a novel system consisting of a screw agitator rotating in a draft coil. For Reynolds numbers larger than 50, the inertial forces increase the pumping capacity of the screw impeller and hence its mixing efficiency. Shear-thinning effects can be accounted for by taking the effective rate of deformation to be proportional to the impeller rotational speed. Elasticity effects could be satisfactorily correlated with the Weissenberg number. The ratio of the mixing time to the average circulation time is constant. The power number could not be correlated with the Reynolds number; however, the ratio of the power number to the circulation number is inversely proportional to the Reynolds number for Newtonian as well as for shear-thinning inelastic fluids. The power consumption for elastic fluids is much larger.

Abstract

On a investigué l'efficacité du mélange et la puissance d'agitation pour une gamme de liquides newtoniens et non newtoniens agiées dans un système nouveau consistant d'une vis tournant dans un serpentin. Favorisée par les forces d'inertie, la capacité de pompage S'accroît lorsque le nombre de Reynolds est supérieur à 50. On a pu rendre compte des effets de rhéofluidifiance en faisant intervenir une vitesse de déformation effective proportionnelle à la vitesse de rotation de l'hélice. On a montré l'existence d'une corrélation entre effets élastiques et nombre de Weissenberg. Le rapport du temps de mélange au temps de circulation moyen est constant. On n'a pas pu établir une corrélation entre nombre de puissance et nombre de Reynolds; par contre, on a montré que le rapport nombre de puissance à nombre de circulation est inversement proportionnel au nombre de Reynolds pour les liquides newtoniens ou inélastiques-rhéofluidifiants. La puissance du méla ge requise pour les liquides élastiques est beaucoup plus élevée.

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