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Steady-State and Decay Dynamics for Impellers of Varying Aspect Ratio in Unbaffled Tanks / Maynes, D. in Aiche journal, Vol. 48 N°1 (Janvier 2002) 

Public ISBD [article]  in Aiche journal > Vol. 48 N°1 (Janvier 2002) . - 38-49 p. Titre : Steady-State and Decay Dynamics for Impellers of Varying Aspect Ratio in Unbaffled Tanks Titre original : Dynamique d'Etat d'Equilibre et d'Affaiblissement pour des Roues à Aubes d'Allongement Variable Undéroutéé Dedans des Réservoirs Type de document : texte imprimé Auteurs : Maynes, D., Auteur ; Butcher, M., Auteur Article en page(s) : 38-49 p. Note générale : Génie Chimique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Dynamique  Equilibre  Affaiblissement  Roues  à  aubes  Roues  Cylindrique  Hydrodynamique  Couple  Réservoir  Rotation  Nombre  de  Reynolds  Coefficient  Exposant Index. décimale : 660.627.3 Résumé : Hydrodynamic torque measurements on impellers of square cross section were conducted for 33 different impellers in 3 different cylindrical unbaffled tanks. The tanks differed in volume by two orders of magnitude, and the Reynolds number range of the data was 104-105. A wide range of impeller sizes and aspect ratios was investigated, focusing on the decay regime where the tank walls impacted the torque measurement, and the steady state where the torque is constant on average. The number of revolutions required for spin-up to steady state is a function of the tank radius and height and the impeller radius and height, and an expression is presented that describes the spin-up time in terms of these variables and is valid for all of the data. At steady state and for a Reynolds number of 105, the torque coefficient or power number depended primarily on the height of the impeller and tank, but not on the impeller radius. During the decay regime, the measured torque coefficient decreases with a power-law relation and is proportional to the number of revolutions raised to the k power. The k value did not depend on the height of the tank, but only on the impeller radius, impeller height, and tank radius. Expressions relating the steady-state torque coefficient and the decay exponent, k, to the geometric variables model all of the data quite well. With these relations, the effects of the varying impeller aspect ratios on the energy required for mixing of momentum, and on the time required for mixing to occur, can be quantified. des mesures hydrodynamiques de couple sur des roues à aubes de section transversale carrée ont été conduites pour 33 roues à aubes différentes dans 3 cylindrique différents calées des réservoirs. Les réservoirs ont différé en volume par deux ordres de grandeur, et la chaîne de nombre de Reynolds des données était 104-105. Un éventail de tailles de roue à aubes et d'allongements a été étudié, se concentrant sur le régime d'affaiblissement où les murs de réservoir ont effectué la mesure de couple, et l'état d'équilibre où le couple est constant en moyenne. Le nombre de révolutions exigées pour la rotation jusqu'à l'état d'équilibre est une fonction du rayon de réservoir et la taille et le rayon et la taille de roue à aubes, et une expression est présentée qui décrit la rotation vers le haut du temps en termes de ces variables et est valide pour toutes les données. À l'état d'équilibre et pour un nombre de Reynolds de 105, le coefficient de couple ou le nombre de puissance a dépendu principalement de la taille de la roue à aubes et du réservoir, mais pas du rayon de roue à aubes. Pendant le régime d'affaiblissement, le coefficient mesuré de couple diminue avec une relation de loi de puissance et est proportionnel au nombre de révolutions augmentées à la puissance de k. La teneur en k n'a pas dépendu de la taille du réservoir, mais seulement du rayon de roue à aubes, de la taille de roue à aubes, et du rayon de réservoir. Les expressions reliant le coefficient équilibré de couple et l'exposant d'affaiblissement, k, aux variables géométriques modèlent toutes les données tout à fait bien. Avec ces relations, les effets des allongements variables de roue à aubes sur l'énergie requise pour le mélange de l'élan, et le temps requis pour se mélanger à se produire, peut être mesuré. DEWEY : 660.627.3 ISSN : 0001-1541 En ligne : aichej@che.udel.edu, http://www3.interscience.wiley.com [article] Steady-State and Decay Dynamics for Impellers of Varying Aspect Ratio in Unbaffled Tanks = Dynamique d'Etat d'Equilibre et d'Affaiblissement pour des Roues à Aubes d'Allongement Variable Undéroutéé Dedans des Réservoirs [texte imprimé] / Maynes, D., Auteur ; Butcher, M., Auteur . - 38-49 p. Génie Chimique Langues : Anglais (eng) in Aiche journal > Vol. 48 N°1 (Janvier 2002) . - 38-49 p. Mots-clés : Dynamique  Equilibre  Affaiblissement  Roues  à  aubes  Roues  Cylindrique  Hydrodynamique  Couple  Réservoir  Rotation  Nombre  de  Reynolds  Coefficient  Exposant Index. décimale : 660.627.3 Résumé : Hydrodynamic torque measurements on impellers of square cross section were conducted for 33 different impellers in 3 different cylindrical unbaffled tanks. The tanks differed in volume by two orders of magnitude, and the Reynolds number range of the data was 104-105. A wide range of impeller sizes and aspect ratios was investigated, focusing on the decay regime where the tank walls impacted the torque measurement, and the steady state where the torque is constant on average. The number of revolutions required for spin-up to steady state is a function of the tank radius and height and the impeller radius and height, and an expression is presented that describes the spin-up time in terms of these variables and is valid for all of the data. At steady state and for a Reynolds number of 105, the torque coefficient or power number depended primarily on the height of the impeller and tank, but not on the impeller radius. During the decay regime, the measured torque coefficient decreases with a power-law relation and is proportional to the number of revolutions raised to the k power. The k value did not depend on the height of the tank, but only on the impeller radius, impeller height, and tank radius. Expressions relating the steady-state torque coefficient and the decay exponent, k, to the geometric variables model all of the data quite well. With these relations, the effects of the varying impeller aspect ratios on the energy required for mixing of momentum, and on the time required for mixing to occur, can be quantified. des mesures hydrodynamiques de couple sur des roues à aubes de section transversale carrée ont été conduites pour 33 roues à aubes différentes dans 3 cylindrique différents calées des réservoirs. Les réservoirs ont différé en volume par deux ordres de grandeur, et la chaîne de nombre de Reynolds des données était 104-105. Un éventail de tailles de roue à aubes et d'allongements a été étudié, se concentrant sur le régime d'affaiblissement où les murs de réservoir ont effectué la mesure de couple, et l'état d'équilibre où le couple est constant en moyenne. Le nombre de révolutions exigées pour la rotation jusqu'à l'état d'équilibre est une fonction du rayon de réservoir et la taille et le rayon et la taille de roue à aubes, et une expression est présentée qui décrit la rotation vers le haut du temps en termes de ces variables et est valide pour toutes les données. À l'état d'équilibre et pour un nombre de Reynolds de 105, le coefficient de couple ou le nombre de puissance a dépendu principalement de la taille de la roue à aubes et du réservoir, mais pas du rayon de roue à aubes. Pendant le régime d'affaiblissement, le coefficient mesuré de couple diminue avec une relation de loi de puissance et est proportionnel au nombre de révolutions augmentées à la puissance de k. La teneur en k n'a pas dépendu de la taille du réservoir, mais seulement du rayon de roue à aubes, de la taille de roue à aubes, et du rayon de réservoir. Les expressions reliant le coefficient équilibré de couple et l'exposant d'affaiblissement, k, aux variables géométriques modèlent toutes les données tout à fait bien. Avec ces relations, les effets des allongements variables de roue à aubes sur l'énergie requise pour le mélange de l'élan, et le temps requis pour se mélanger à se produire, peut être mesuré. DEWEY : 660.627.3 ISSN : 0001-1541 En ligne : aichej@che.udel.edu, http://www3.interscience.wiley.com