Numerical Simulation of Flow and Mixing Behavior of Impinging Streams of Shear-Thinning Fluids

การจำลองเชิงตัวเลขของพฤติกรรมการไหลและการผสมของของไหลแบบ Shear-thinning ในกระแสชน

Name: Charinrat Srisamran

Organization : King Mongkut's University of Technology Thonburi. Faculty of Engineering. Food Engineering

Name: ชรินรัตน์ ศรีสำราญ

Organization : มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. คณะวิศวกรรมศาสตร์. สาขาวิชาวิศวกรรมอาหาร

keyword: Flow Behavior

; พฤติกรรมการไหล

Abstract: Numerical simulation was performed to study the flow and mixing behavior of steady-state, two-dimensional laminar confined impinging streams of shear-thinning fluids. The coupled heat and momentum balance equations were solved with the finite element method using a commercial software FEMLAB 3.0. The effects of various parameters, i.e., inlet jet Reynolds number based on the slot width (Rej) in the range of 10-200 and the flow behavior index of the fluids in the range of 0.6161-1, on the flow and mixing behavior of impinging streams were then investigated. It was found that when Rej increased the jet interaction in the impingement zone increased. Sizes of recirculating bubbles also enlarged at higher Rej. For the same inlet jet Reynolds number it was found that lower flow behavior index caused weaker jet interaction and smaller recirculating bubbles. Regarding the mixing behavior of the system it was found that smaller recirculating bubbles led to better mixing in the impingement zone and its vicinity. Shorter main exit channel was required for complete mixing as Rej decreased and the flow behavior index increased. The above-mentioned effects hold for both Newtonian and non-Newtonian fluids.

Abstract: งานวิจัยนี้เป็นการจำลองเชิงตัวเลขเพื่อศึกษาพฤติกรรมการไหลและการผสมในกระแสชน 2 มิติ ที่สภาวะคงตัวของของไหลแบบ Shear-thinning ในช่วงการไหลแบบราบเรียบ โดยการแก้สมการการถ่ายเทโมเมนตัม และความร้อน โดยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ด้วยโปรแกรมสำเร็จรูป FEMLAB 3.0 จากนั้นจึงทำการศึกษาอิทธิพลของเลขเรย์โนลด์ซึ่งคำนวณจากความกว้างของช่องทางเข้า (Rej) ในช่วง 10-200 และอิทธิพลของค่าดัชนีพฤติกรรม การไหลในช่วง 0.6161-1 ที่มีต่อพฤติกรรมการไหลและการผสมของกระแสชน จากผลการศึกษาพฤติกรรมการไหลพบว่าเมื่อเลขเรย์โนลด์ที่บริเวณช่อง ทางเข้าเพิ่มขึ้นจะเกิดการชนกันของกระแสของไหลมากขึ้นในบริเวณการชน และบริเวณใกล้เคียง และทำให้ขนาดของบริเวณที่เกิดการหมุนวนเพิ่มขึ้น ที่เลขเรย์โนลด์คงที่ค่าหนึ่งๆ พบว่าค่าดัชนีพฤติกรรมการไหลที่ต่ำลงส่งผลให้เกิดการชนกันของกระแสของไหลลดลง และทำให้ขนาดของบริเวณที่เกิด การหมุนวนลดลง จากการศึกษาพฤติกรรมการผสมพบว่าขนาดของบริเวณที่เกิดการหมุนวนที่ลดลงส่งผลให้เกิดการผสมที่ดีขึ้นของของไหลในบริเวณ การชน และบริเวณใกล้เคียง ค่าความยาวของท่อผสมหลักที่ต้องใช้เพื่อให้ของเหลวผสมกันได้อย่างสมบูรณ์มีค่าน้อยลง เมื่อเลขเรย์โนลด์มีค่าลดลง และ ค่าดัชนีพฤติกรรมการไหลเพิ่มขึ้น ทั้งนี้อิทธิพลของพารามิเตอร์ต่างๆ ที่ทำการศึกษามีแนวโน้มที่เหมือนกันทั้งในกรณีของไหลแบบนิวโทเนียน และแบบ นอนนิวโทเนียน

King Mongkut's University of Technology Thonburi

Address: BANGKOK

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

Name: Sakamon Devahastin

Role: Advisor

Name: สักกมน เทพหัสดิน ณ อยุธยา

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Created: 2005

Modified: 2552-02-19

Issued: 2009-02-19

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

ISBN: 9741849095

CallNumber: FDE305

eng

DegreeName: Master of Engineering

Level: Master's Degree

Descipline: Food Engineering

Grantor: King Mongkut's University of Technology Thonburi

©copyrights King Mongkut's University of Technology Thonburi

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	FDE305.pdf	1.47 MB	65	2021-11-17 12:00:05
2	FDE305ab.pdf	42.83 KB	16	2021-11-17 12:00:17
3	FDE305aben.txt	2.08 KB	6	2021-11-17 12:00:25
4	FDE305abth.txt	1.77 KB	6	2018-05-10 21:14:24

ใช้เวลา

0.030852 วินาที