Experimental Analysis of Hydrodynamics Induced by a Moritz HAS Impeller in Laminar and Turbulent Regimes

Authors

  • Renaud Escudié,

    1. Laboratoire d'Ingénierie des Procédés de l'Environnement, Institut National des Sciences Appliquées, 135, Avenue de Rangueil, 31077 Toulouse Cedex, France
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  • Alain Liné,

    Corresponding author
    1. Laboratoire d'Ingénierie des Procédés de l'Environnement, Institut National des Sciences Appliquées, 135, Avenue de Rangueil, 31077 Toulouse Cedex, France
    • Laboratoire d'Ingénierie des Procédés de l'Environnement, Institut National des Sciences Appliquées, 135, Avenue de Rangueil, 31077 Toulouse Cedex, France
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  • Pierre Kiener

    1. Société Michelin, Centre de Technologies, Cataroux, 63040 Clermont-Ferrand Cedex 9, France
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Abstract

The hydrodynamics induced by a Moritz HAS impeller are investigated using the PIV technique. The purpose of this study is to extend the knowledge of this kind of impeller, well known in turbulent flow, to the transition regime and laminar flow. Measurements of instantaneous velocity fields are synchronized with the position of the blade of the impeller. The periodic motion induced by the impeller blade rotation is measured by this conditional averaging. A triple decomposition is used to analyze the levels of turbulent kinetic energy and periodic kinetic energy induced by the impeller. In a turbulent regime, the impeller induces axial flow: the magnitude of periodic fluctuation is low compared to the turbulent one. In a laminar regime, the impeller induces a tangential-radial discharge flow, and periodic velocity fluctuations are limited to the vicinity of the impeller.

Abstract

La technique P.I.V. a été utilisée pour caractériser l'hydrodynamique générée par un agitateur Moritz HAS. La mesure des champs de vitesse instantanés a été synchronisée avec la position de la pale de l'agitateur. Le mouvement périodique induit par le passage des pales peut être mesuré par cette mesure conditionnelle. Une technique de décomposition triple permet d'analyser les niveaux de l'energie cinétique turbulent et de l'énergie cinétique du mouvement organisé. En régime turbulent, l'agitateur induit un écoulement axial et l'intensité des fluctuations périodiques est faible par rapport aux fluctuations turbulentes. En régime laminaire, l'agitateur engendre un écoulement tangentiel-radial, avec des fluctuations de vitesse périodique limitées au voisinage des pales.

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