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Keywords:

  • non-symmetric geometry conditions;
  • dynamic perturbations;
  • mixing times;
  • dual impeller configuration

Abstract

Dynamic perturbations and off-centered single and dual mixing impeller configurations have been investigated to reduce mixing time with viscous fluids. Mixing times, measured with a color-discoloration technique based on a fast acid-base reaction, reveal the presence of both segregated and dead zones. A statistical design approach has been used to evaluate the effect of the impeller position as well as the dynamic conditions. Homogenization is significantly enhanced when a radial flow impeller is used under both off-centered and dynamic perturbation conditions. In the case of an axial flow impeller, a combination of long clockwise times and short counter-clockwise times give better mixing times. An enhanced homogenization is also observed when a dual impeller configuration is used.

Des perturbations dynamiques et différentes configurations d'agitateurs dé centrés ont été étudiées pour réduire le temps de mélange de fluides visqueux. Les temps de mélange ont été mesurés avec une technique de coloration-décoloration. Cette technique permet d'identifier aussi la présence de compartiments et de zones mortes. Un plan d'expériences statistique a été conçu pour évaluer l'influence de la position de l'agitateur ainsi que l'effet des conditions dynamiques sur le temps de mélange. L'homogénéisation a été sensiblement augmentée quand une turbine à écoulement radial est utilisée en configuration décentrée ou en mode dynamique perturbé. Dans le cas d'une turbine axiale, une combinaison d'un temps d'agitation court dans le sens horaire et d'un temps d'agitation long dans le sens anti-horaire a permis d'obtenir les temps de mélange les plus courts. On obtient également un meilleur mélange pour la configuration basée sur un double agitateur décentrée.