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RESEARCH PRODUCT

An experimental study of double-to-single-loop transition in stirred vessels

subject

description

The velocity characteristics of the flows in a fully baffled vessel of diameter T = 290 mm stirred by a Rushton impeller of diameter D = T/3 were investigated by means of laser-Doppler anemometry measurements. The effects of clearance and rotational speed on the flow patterns in the vessel were studied. It was found that at impeller clearances from the bottom of the vessel (C) around 0.2 T the characteristic double-loop flow pattern undergoes a transition to a single-loop one with the impeller stream direction becoming partly axial and being inclined at around 25 to 30° to the horizontal. The impeller stream inclination varied with radial distance from the impeller, as well as with angular position between blades (blade angle). Impeller speed was found to have no effect on the flow pattern or the mean velocities and turbulence levels normalized by Vtip for C/T > 0.20 or C/T ≤ 0.15. The flow structure measured with C = 0.15T is described in detail and the implications of the data for fluid mixing in stirred vessels are discussed. On a etudie par des mesures d'anemometrie laser Doppler les caracteristiques de vitesse des ecoulements dans un reservoir entierement chicane d'un diametre T= 290 mm agite par une turbine Rushton d'un diametre D = 773. Les effets de l'entrefer et de la vitesse de rotation sur les profils d'ecoulement dans le reservoir ont ete etudies. On a trouve que pour des entrefers turbine-fond du reservoir (C) autour de 0,2 T, le profil d'ecoulement en double boucle subit une transition en boucle simple, le courant de la turbine prenant une direction partiellement axial et etant incline a environ 25-30° de l'horizontal. L'inclinaison du courant de la turbine varie la distance axiale a partir de la turbine ainsi qu'avec la position angulaire entre les pales (angle des pales). La vitesse de la turbine s'avere n'avoir aucun effet sur le profil d'ecoulement ou les vitesses moyennes et les niveaux de turbulence normalises par Vti pour C/T<0,20 ou C/T < 0,15. La structure de l'ecoulement mesuree par C = 0,157est decrite en detail et les implications des donnees pour le melange de fluides dans des reservoirs agites sont analysees.