การจำลองเชิงตัวเลขของกระบวนการผสมของไหลสองชนิดโดยใช้เทคนิคการจำลองการเคลื่อนที่ของอนุภาค
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
ขั้นตอนการออกแบบและการวิเคราะห์พื้นฐานแบบใหม่สำหรับการจำลองกระบวนการผสมของไหลสองชนิดได้รับการพัฒนาโดยใช้การจำลองอนุภาคแบบเคลื่อนที่ (Moving Particle Simulation (MPS)) ซึ่งการปฏิสัมพันธ์ระหว่างของเหลวสองชนิดถูกจำลองโดยขั้นตอนวิธีการไฟไนต์วอลูม (finite volume method (FVM)) การจำลองเชิงตัวเลขในงานวิจัยนี้จะใช้วิธีการของไฟไนต์เอลิเมนต์ (Finite Element Method (FEM)) ร่วมกับอัลกอริธึมแบบหลายขั้นตอน โดยถูกนำมาใช้ในวิธีการจำลองอนุภาคแบบเคลื่อนที่ เพื่อคำนวณผลกระทบของการมีปฏิสัมพันธ์หรือการสัมผัสระหว่างเนื้อของไหลสองชิ้นและระหว่างตัวใบพัดกับผนัง ผลจากการวิเคราะห์พบว่าที่รอบการหมุนของใบพัดกวนผสม 100 รอบต่อนาทีที่หมุนในแนวแกนตั้งและแกนนอน พร้อมถูกติดตั้งตัว สเตเตอร์ เข้าใบที่ชุดใบพัดทั้งสองแนวแกน สามารถสร้างอัตราการผสมของไหลได้ดีที่สุดเมื่อเทียบกับแบบจำลองอื่นที่ไม่ถูกติดตั้งตัว สเตเตอร์ วิธีการการจำลองอนุภาคแบบเคลื่อนที่ ที่ได้นำเสนอโดยใช้แบบจำลองวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์และวิธีการไฟไนต์วอลูมที่ดีที่สุดถูกนำไปใช้กับกระบวนการผสม แนวคิดของแนวทางที่นำเสนอสามารถใช้ได้อย่างกว้างขวางกับการออกแบบรูปแบบกระบวนการผสม 3 มิติหรือรูปแบบผลิตภัณฑ์ส่วนผสมอื่น ๆ ซึ่งผลของการติดตั้งตัว สเตเตอร์ และรอบการหมุนต่อประสิทธิภาพของกระบวนการผสมได้รับการตรวจสอบโดยใช้ซอฟต์แวร์เชิงพาณิชย์
Article Details
เอกสารอ้างอิง
. พงษ์สรัญ สัจจริตานันท์, ยศธนา คุณาทร. แบบจำลองการคำนวณทางพลศาสตร์ของไหลของถังกวนสมบูรณ์แบบไม่ใช้อากาศ. ใน: งานประชุมวิชาการเครือข่ายวิศวกรรมเครื่องกลแห่งประเทศไทย ครั้งที่ 28. มหาวิทยาลัยขอนแก่น: ขอนแก่น; 2557. หน้า 857-864.
. Stanley MW. Chemical Process Equipment Selection and Design 3rd Ed. USA: Butterworth-Heinemann; 2012.
. Piya I, Puzu NO. Numerical CFD Simulation Flow of Radial Impellers in Reactor Tanks for Durian Peel Synthesis. Princess of Naradhiwas University Journal, 2019; 11(3): 128-139.
. Kevin TM, Mark FR, Julian BF. Optimize Mixing by Using the Proper Baffles. เข้าถึงได้จาก: www.cepmagazine.org [Accessed February 2019].
. Yasutomo K, Yasuaki S, Susumu N. Moving particle semi-implicit method for fluid simulation with implicitly defined obstacles. In: Journal of Physics: Conference Series 574, 2015, 1-4. DOI: 10.1088/1742-6596/574/1/012079.
. Seiichi K, Yoshiaki O. Moving particle semi-implicit method for fragmentation of incompressible fluid. Nuclear Science and Engineering, 1996; 123(3): 421-4343.
. Warren LM. Unit Operations of Chemical Engineering 7th Ed. New York: McGraw-Hill; 2004.
. Tatterson GB. Fluid Mixing and Gas Dispersion in Agitation Tanks 2nd Ed. New York: McGraw-Hill; 2003.
. Bozikova A, Hlavac P. Comparison of thermal and rheologic properties of Slovak mixed flower honey and forest honey. Research in Agricultural Engineering, 2013; 59: S1-S8.
. วีระยุทธ หล้าอมรชัยกุล. การออกแบบและวิเคราะห์การสนามการไหลของกังหันกวนผสมโดยวิธีเชิงตัวเลข. วารสารวิชาการ วิศวกรรมศาสตร์ ม.อบ., 2564; 14(1): 105-114.
. วีระยุทธ หล้าอมรชัยกุล. การออกแบบและจำลองพลศาสตร์ของไหลของใบกวนผสมในถังสำหรับของไหลผสม. วิศวสารลาดกระบัง., 2563; 37(1): 13-20.
