Дослідження перемішувача "Турботрон" із застосуванням програмного середовища SolidWorks

Abstract

Актуальність проблеми. Стаття присвячена моделюванню за допомогою комп'ютерної системи Flow Simulation програмного середовища SolidWorks перемішувача «Турбо-трон». Аналіз одержуваних параметричних полів потоків пульпи у перемішувачі дозволяє підбирати раціональні конструкції імпелерів і відстані між ними. Мета. У ресурсі Flow Simulation програмного середовища SolidWorks одержати моделі параметричних полів швидкості і завихреностей потоків пульпи в мішалці при застосуванні різних конструкцій імпелерів. Методи і апаратура. Комп’ютерне моделювання перемішувала «Турботрон» із засто-суванням програмного середовища SolidWorks . Наукова цінність розробки: Одержані параметричні поля швидкостей і завихренос-тей потоків пульпи (бурового розчину) в мішалці «Турботрон» при застосуванні різних кон-струкцій імпелерів. Аналіз одержаних результатів показує суттєві переваги імпелера з од-норядними вертикальними лопатями, який у всьому робочому прості мішалки забезпечує суттєве перевищення швидкості пульпи критичних значень за умовами седиментації. Пока-зано, що осідання твердої фази за зазначених умов: конструкції імпелера з однорядними вер-тикальними лопатями, характеристик пульпи та режимних параметрів перемішування практично не може відбуватися. Практичне значення. На основі результатів виконаних досліджень для використання у мішалці типу «Турботрон» рекомендується імпелер з однорядними вертикальними лопа-тями. Імпелери з лопатями пропелерного типу можна використовувати обмежено – напри-клад, у випадку постійної подачі вихідної пульпи через нижній патрубок, висота якого по-винна бути мінімізована. Ключові слова: перемішування, пульпа, буровий розчин, моделювання, комп'ютерна си-стема Flow Simulation, програмне середовище SolidWorks.

Актуальность проблемы. Статья посвящена моделированию с помощью компьютер-ной системы Flow Simulation программной среды SolidWorks смесителя «Турботрон». Анализ получаемых параметрических полей потоков пульпы в смесителе позволяет подбирать ра-циональные конструкции импеллера и расстояния между ними. Цель. В ресурсе Flow Simulation программной среды SolidWorks получить модели пара-метрических полей скорости и завихренности потоков пульпы в мешалке при применении различных конструкций импеллеров. Методы и аппаратура. Компьютерное моделирование смесителя «Турботрон» с при-менением программной среды SolidWorks. Научная ценность разработки. Получены параметрические поля скоростей и завих-ренности потоков пульпы (бурового раствора) в мешалке «Турботрон» при применении раз-личных конструкций импеллеров. Анализ полученных результатов показывает существен-ные преимущества импеллера с однорядными вертикальными лопастями, который во всем рабочем пространстве мешалки обеспечивает существенное превышение скорости пульпы над критическими значениями по условиям седиментации. Показано, что оседание твердой фазы при указанных условиях: конструкции импеллера с однорядными вертикальными лопа-стями, характеристик пульпы и режимных параметров перемешивания практически не может происходить. Практическое значение. На основе результатов выполненных исследований для испо-льзования в мешалке типа «Турботрон» рекомендуется импеллер с однорядными вертикаль-ными лопастями. Импеллеры с лопастями пропеллерного типа можно использовать ограни-ченно, например, в случае постоянной подачи исходной пульпы через нижний патрубок, высота которого должна быть минимизирована. Ключевые слова: перемешивание, смеситеть «Турботрон», импеллер, пульпа, буровой раствор, моделирование, компьютерная система Flow Simulation, программная среда SolidWorks.

The relevance of the problem. The article is devoted to modeling using the Flow Simulation computer system and the SolidWorks programs of the Turbotron mixer. An analysis of the obtained parametric fields of the pulp flows in the mixer allows one to select rational impeller designs and the distances between them. Goal. In SolidWorks Flow Simulation resource, obtain models of parametric fields of velocity and vortex of pulp flows in a mixer using various impeller designs. Methods and equipment. Computer simulation of a Turbotron mixer using SolidWorks software. The scientific value of development. The parametric fields of velocities and vorticity of the pulp (drilling fluid) flows in the Turbotron mixer using various impeller designs are obtained. An analysis of the results shows the significant advantages of an impeller with single-row vertical blades, which in the entire working space of the mixer provides a significant excess of the pulp speed over critical values under sedimentation conditions. It is shown that the solid phase settling under the indicated conditions: the design of the impeller with single-row vertical blades, the characteristics of the drilling fluid and the operating parameters of mixing can hardly occur. Practical value. Based on the results of the studies, an impeller with single-row vertical blades is recommended for use in a Turbotron type mixer. Impellers with propeller-type blades can be used to a limited extent, for example, in the case of a constant supply of the original pulp through the lower pipe, the height of which should be minimized. Keywords: mixing, Turbotron mixer, impeller, pulp, drilling mud, modeling, Flow Simulation computer system, SolidWorks program.