LDA Velocity Measurements of High-Viscosity Fluids in Mixing Vessel with Vane Geometry Impeller

Authors


Abstract

The object of this work was to measure the velocity field in non-Newtonian fluids inside mixing vessel. The six-bladed vane rotor used for mixing was designed from rotating vane geometry of a sensor system, commonly used for rheometrical measurements of complex fluids (Barnes and Nguyen, J. Non-Newtonian Fluid Mech. 98, 1-14 (2001); Schramm, 1994). During mixing, the viscosity was determined by measuring the torque at different impeller speeds, and compared to rheologically obtained shear dependent viscosity. The velocity field was determined by LDA measurements at twelve places inside mixing vessel. It was observed that axial and radial component of the velocity were insignificant at all measurement points. On the other hand, the results showed the periodic nature of tangential component of the velocity, which was confirmed with computer-aided visualization method.

Abstract

Ce travail avait pour objectif de mesurer le champ de vitesse dans des fluides non newtoniens dans un réservoir de mélange. Le rotor à six pales utilisé pour le mélange a été conçu d'après la géométrie des ailettes rotatives d'un système de senseurs, communément utilisés dans les mesures rhéométriques de fluides complexes (Barnes and Nguyen, J. Non-Newtonian Fluid Mech. 98, 1-14 (2001); Schramm, 1994). Lors du mélange, on a déterminé la viscosité en mesurant le couple à différentes vitesses de turbine, puis on l'a comparée à la viscosité de cisaillement obtenue rhéologiquement. Le champ de vitesse a été déterminé par des mesures LDA à douze positions dans le réservoir de mélange. On a observé que la composante axiale et radiale de la vitesse était négligeable pour tous les points de mesure. Par ailleurs, les résultats montrent la nature périodique de la composante tangentielle de la vitesse, ce qui est confirmé par une méthode de visualisation assistée par ordinateur.

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