Computational Fluid Dynamic Model for the Fully developed Laminar Flow in a Vertical Column with Different Feed Inlet Designs

แบบจำลองการคำนวณทางพลศาสตร์ของไหลสำหรับการไหลแบบลามินาร์สมบูรณ์ในหอแนวตั้งที่มีการออกแบบทางป้อนเข้าต่างกัน

Name: Poochet Horkanya

Name: ภุชิษย์ หอกันยา

keyword: Fully developed laminar flow

Abstract: As well understood for a development of crystallizer, it is important that the laminar flow profile established as quickly as possible after the fluid enters. Three feed inlets; 16-pipes inlet, one pipe upward inlet and one pipe sideward inlet, have been equipped to achieve this purpose. The objective of thesis is therefore to model the fluid flow in the vertical column using CFD techniques in order to explain the inlet types, which provide the laminar flow profile at the lowest position of the column. Firstly, the supplementary data including the dimensions of a vertical column and feed inlets are gathered in order to create the geometry and to generate the volume elements in the pre-process step. The basic and indispensable governing equations of fluid motion are the equation of continuity and the Navier-Stokes equations. The simulation results are analyzed to demonstrate the velocity profile and streamlines. It was found that 16-pipes inlet can provide the fully-developed laminar flow fastest at 7 cm from the inlet level followed by one pipe sideward inlet at 10 cm and one pipe upward inlet at II ern. Moreover, the new design of pipe inlet is proposed in order to improve the distribution of the liquid feed. The simulation result shows the proposed feed inlet can develop the laminar flow fastest at 6 cm from reference level. In addition, a set of experiments is performed to verify these CFD models. Dye was used to observe the fluid flow behavior at the steady-state condition. The comparison between the pathway of dye from the experiments and the streamline from CFD simulation are discussed in this thesis.

Abstract: ตามที่เข้าใจกันอย่างแพร่หลายเกี่ยวกับการพัฒนาเครื่องตกผลึกว่าของไหลจะต้องมีการไหลเป็นแบบลามิ นาร์เร็วที่สุดเท่าที่จะทำได้หลังจากที่ของไหลถูกป้อนเข้าสู่เครื่องตกผลึก ทางเข้า 3 แบบ อันได้แก่ ทางเข้า แบบ 16 ท่อทิศขึ้นด้านบน , ทางเข้าแบบท่อเดี่ยวทิศขึ้นด้านบนและทางเข้าแบบท่อเดี่ยวทิศไปด้านข้าง จึง ถูกออกแบบมาให้บรรลุความต้องการข้างต้น ดังนั้นวัตถุประสงค์ของวิทยานิพนธ์ฉบับนี้จึงเป็นการจำลอง การไหลของของไหลในหอแนวตั้งโดยใช้เทคนิคการคำนวณทางพลศาสตร์ของไหล เพื่อหาว่าทางเข้า แบบใดให้โปรไฟล์ความเร็วเป็นแบบลามินาร์สมบูรณ์ที่ระดับความสูญต่ำที่สุด เริ่มแรกข้อมูลที่สำคัญ เช่น ขนาดของหอแนวตั้งและทางเข้าทั้ง 3 ชนิด จะถูกรวบรวมเพื่อใช้ในการสร้างปริมาณควบคุมของ แบบจำลองและแบ่งออกเป็นปริมาตรเล็กๆ ในการคำนวณ สามารถพื้นฐานแต่ขาดไม่ได้ที่ใช้ในการอธิบาย การเคลื่อนที่ของของไหลคือสมการความต่อเนื่องและสมการนีเวียร์ - สโต๊ก ผลการคำนวณจะถูกวิเคราะห์ และแสดงออกมาในรูปโปรไฟล์ความเร็วและเส้นทางการไหล พบว่าทางเข้าแบบ 16 ท่อทิศขึ้นด้านบนให้ การไหลเป็นแบบลามินาร์สมบูรณ์เร็วที่สุดที่ระยะ 7 เซนติเมตร วัดจากทางเข้า รองลงเข้าคือทางเข้าแบบ ท่อเดี่ยวทิศไปด้วยข้างให้การไหลเป็นแบบลามินาร์สมบูรณ์ที่ระยะ 10 เซนติเมตรและสุดท้ายคือทางเข้า แบบท่อเดี่ยวทิศขึ้นด้านบนที่ระยะ 11 เซนติเมตร นอกจากนี้ยังมีการออกแบบทางเข้าแบบใหม่เพื่อทำให้มี การกระจายตัวของของเหลวที่ป้อน ผลการคำนวณแสดงให้เห็นว่าทางเข้าแบบใหม่ให้การไหลเป็นแบบ ลามินาร์ที่ระยะ 6 เซนติเมตรและเร็วที่สุด รวมทั้งการทดลองได้ถูกจัดทำขึ้นเพื่อใช้ตรวจสอบความถูกต้องของแบบจำลอง สีย้อมถูกใช้ในการสังเกตุ พฤติกรรมการไหลของของไหลของของไหลที่สภาวะคงตัว ซึ่งการเปรียบเทียบระหว่างเส้นทางการไหลของ สีย้อมจากการทดลองและเส้นทางการไหลของสีย้อมจากการจำลองได้ถูกอธิบายไว้ในวิทยานิพนธ์ฉบับนี้

King Mongkut's University of Technology Thonburi. KMUTT Library

Address: BANGKOK

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: Thongchai Srinophakun

Role: Advisor

Created: 2011

Modified: 2012-11-23

Issued: 2012-10-29

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: CHE2268

eng

DegreeName: Master of Engineering

Level: Master's Degree

Descipline: Chemical Engineering

Grantor: King Mongkut's University of Technology Thonburi

©copyrights King Mongkut's University of Technology Thonburi

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	CHE2268.pdf	16.32 MB	5	2024-12-23 16:20:07
2	CHE2268ab.pdf	103.65 KB	2	2016-06-08 18:44:31

ใช้เวลา

0.041411 วินาที