Hóa học quanh ta
Videoclip Hóa học
Tra cứu Hóa học

1. Khảo sát mô hình

Cấu trúc hình học

Xét bình khuấy với cánh khuấy dạng đĩa tròn có hình dạng như sau:

Highslide JS

Vì hình dạng của bình khuấy có dạng tròn xoay và đối xứng nên ta có thể chuyển mô hình về dạng mô hình 2D như sau:

Highslide JS

Mô hình dòng chảy (cân bằng động lượng)

Sự lưu chuyển của lưu chất trong thiết bị có thể được mô tả bằng phương trình Navier-Stokes:

Highslide JS

Trong đó:

u : vector vận tốc, (m/s).

rho: khối lượng riêng (kg/m3)

eta: độ nhớt (Ns m-2)

p: áp suất (Pa)

Phương trình trên được viết lại trong hệ tọa độ trục như sau:

Highslide JS

Điều kiện biên

Highslide JS

Các điều kiện biên của mô hình.

2. Xây dựng mô hình

Thiết lập ban đầu

Grid Setting:

rmin = -0.005

rmax = -0.025

zmin = -0.005

zmax = 0.045

r spacing = 0.01

Extra r = 0.001 0.008

z spacing = 0.01

Extra z = 0.014 0.017

Các hằng số:

Rho = 1000

eta = 1e-3

Định nghĩa cấu trúc hình học của thiêt bị

Vẽ hình như hình vẽ với các tọa độ: (0, 0), (0.02,0),(0.02, 0.04), (0.001,0.04),(0.001, 0.017), (0.008,0.017),(0.008, 0.014), và (0, 0.014).

Điều kiện biên

Highslide JS

Như hình vẽ

Tạo lưới phần tử

1. Chọn Free Mesh Parameter trong menu Mesh

2. Custom mesh size

3. Maximum element size = 4e-3

4. Trong tab Boundary, chọn tất cả các biên trong Boundary Selection bằng cách nhấn Ctrl + A

5. Maximum element size = 5e-4

6. Nhấn remesh rồi nhấn OK.

Tính toán mô hình

1. Chọn Solver Parameter trong menu Solver

2. Chọn Parametric

3. Name of parameter = omega

4. List of parameter values = 0.25*pi 0.5*pi 2*pi 4*pi

5. Nhấn OK

6. Nhấn Solve

3. Kết quả mô phỏng

Highslide JSHighslide JSHighslide JSHighslide JS

Các chế độ omega = 0.25pi; 0.5pi; 2pi và 4pi

Highslide JS

Profil vận tốc của lưu chất trong bình khuấy + Trường độ nhớt (chế độ chảy rối)

Trịnh Hoài Thanh

Nguồn Blog Nhatquyen

Tham khảo thêm

[1] P.M. Gresho and R.L. Sani, Incompressible Flow and the Finite Element Method, vol.2, p469, John Wiley and Sons Ltd., 1998.

[2] FEMLAB Module Guide

Hits smaller text tool iconmedium text tool iconlarger text tool icon

Comments powered by H2N2

Tin liên quan:
Tin mới hơn:
Tin cũ hơn:

DANH MỤC TÀI LIỆU

Mô phỏng sự chuyển động của lưu chất đối với cánh khuấy dạng đĩa tròn xoay bằng Femlab