Email this article Mathematical Modeling of the Flow of Two-Phase Media in Disc Stack Separators with Curvilinear Discs
- Authors: Ibyatov R.I.1, Akhmadiyev F.G.2
-
Affiliations:
- Kazan State Agrarian University
- Kazan State University of Architecture and Engineering
- Issue: Vol 57, No 4 (2023)
- Pages: 419-426
- Section: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/0040-3571/article/view/138512
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0040357123040036
- EDN: https://elibrary.ru/YZPCFU
- ID: 138512
Cite item
Open Access
Access granted
Subscription Access
Abstract
The flow of a two-phase medium in liquid disc stack separators with curvilinear discs was considered. An algorithm for the numerical calculation of the gap between coaxial curvilinear discs was proposed. The equations of motion of a two-phase medium were written in an orthogonal coordinate system fixed to the flow region and were solved by the method of surfaces of equal flow rates. Numerical calculations were carried out for separators with parabolic discs. The calculations showed that, in the inlet region, the flow develops from the initial flat profile to a parabolic one. In this case, the flow near the channel walls slows down, whereas in the center of the flow region, on the contrary, it accelerates. Therefore, in the initial region, the streamlines are curvilinear. The shape of the velocity profile and the curvature of the streamlines are significantly affected by the rotation speed of the discs. At significant rotation speeds, the velocity profile is asymmetric.
About the authors
R. I. Ibyatov
Kazan State Agrarian University
Email: r.ibjatov@mail.ru
420015, Kazan, Russia
F. G. Akhmadiyev
Kazan State University of Architecture and Engineering
Author for correspondence.
Email: Akhmadiev@kgasu.ru
420043, Kazan, Russia
References
- Романков П.Г., Плюшкин С.А. Жидкостные сепараторы. Л.: Машиностроение. 1976. 256 с.
- Семенов Е.В., Славянский А.А., Лебедева Н.Н. Особенности процесса центробежного разделения жидкостной системы в сепараторе со вставками двоякой кривизны // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2019. № 3. С. 3.
- Жуков В.Г., Чесноков В.М. Давление в тонкослойном потоке жидкости тарельчатого центробежного сепаратора // Теорет. основы хим. технологии. 2016. Т. 50. № 6. С. 683.
- Славянский А.А., Семенов Е.В., Грибкова В.А., Николаева Н.В. О кинетике потока жидкости в центробежном сепараторе // Хранение и переработка сельхозсырья. 2020. № 4. С. 166.
- Семенов Е.В., Славянский А.А., Карамзин А.В. К расчету гидродинамических характеристик тарельчатого сепаратора // Хранение и переработка сельхозсырья. 2017. № 6. С. 39.
- Торосян Д.С. К сепарированию высокодисперсных эмульсий тонкослойным центрифугированием // Журнал прикладной химии. 1994. № 12. С. 2704.
- Карамзин А.В., Семенов Е.В. Количественный анализ процесса фракционирования тонкодисперсных частиц в центробежном сепараторе // Журнал прикладной химии. 2012. № 10. С. 1619.
- Карпычев В.А., Семенов Е.В. Гидромеханические процессы технологической обработки молочных продуктов. М.: Легкая и пищевая промышленности. 1982. 240 с.
- Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. Ч. 1. М.: Наука, 1987.
- Холпанов Л.П., Шкадов В.Я. Гидродинамика и тепломассообмен с поверхностью раздела. М.: Наука, 1990.
- Ibyatov R.I., Kholpanov L.P., Akhmadiev F.G., Fazylzyanov R.R. Calculation of flow of heterogeneous media of non-newtonian behavior on permeable surfaces // J. Eng. Phys. Therm. 2003. V. 76. № 6. P. 1289. [Ибятов Р.И., Холпанов Л.П., Ахмадиев Ф.Г., Фазылзянов Р.Р. Расчет течения гетерогенных сред неньютоновского поведения по проницаемым поверхностям // Инж.-физ. журн. 2003. Т. 76. № 6. С. 80.]
- Kholpanov L.P., Ibyatov R.I. Simulation of the hydrodynamics of multiphase heterogeneous media in a centrifugal field // Theor. Found. Chem. Eng. 2009. V. 43. № 5. P. 629. [Ибятов Р.И., Холпанов Л.П. Моделирование гидродинамики многофазных гетерогенных сред в центробежном поле// Теорет. основы хим. технологии. 2009. Т. 43. № 5. С. 534.]
- Ibyatov R.I., Akhmadiev F.G., Kholpanov L.P. Flow of a multiphase medium over a permeable surface with formation of sediment // J. Eng. Phys. Therm. 2005. V. 78. № 2. P. 272. [Ибятов Р.И., Ахмадиев Ф.Г., Холпанов Л.П. Течение многофазной среды по проницаемой поверхности с образованием осадка // Инженерно-физический журн. 2005. Т. 78. № 2. С. 65.]
- Kholpanov L.P., Ibyatov R.I. Calculation of the hydrodynamics of multiphase heterogeneous media in a centrifugal field // Heat Transfer Research. 2006. V. 37. № 4. P. 307.
- Ibyatov R.I., Akhmadiev F.G., Kholpanov L.P., Bekbulatov I.G. Mathematical modeling of the flow of a multiphase heterogeneous medium in a permeable channel // Theor. Found. Chem. Eng. 2007. V. 41. № 5. P. 490. [Ибятов Р.И., Ахмадиев Ф.Г., Холпанов Л.П., Бекбулатов И.Г. Математическое моделирование течения многофазной гетерогенной среды по проницаемому каналу // Теорет. основы хим. технологии. 2007. Т. 41. № 5. С. 514.]
Supplementary files
