MISCIBLE TECHNOLOGY Co.,Ltd
HOME ABOUT US PRODUCTS ENGINEERING R&D
REFERENCE VIDEO TRAINING NEWS / UPDATE CONTACT US

Special EP.(3/4) : Minimum Mixing Time in Large Storage
Special EP.(3/4) :Minimum Mixing Time in Large Storage Vessel and Potential Energy Calculation



Note: The Minimum Mixing Time is Valid Only for Froude Number-1 < Froude Number-2

สิ่งหนึ่งที่สำคัญ และ ควรต้องทราบเสมอในการออกแบบ Agitator คือ Agitator ที่ออกแบบนั้นจะมี Mixing Time เป็นระยะเวลาเท่าไหร่ ... ส่วนใหญ่ใช้การประมาณการครับผมยืนยันเลย แต่ Mixing Time เองก็มีสมการครับ มีความสัมพัมธ์ในรูปแบบฟิสิกส์อยู่เช่นกัน และถึงแม้มันจะไม่ได้มาจากรากฐานของงาน Agitator โดยตรง แต่มันมาจากรากฐานของ วิชาชลศาสตร์ และ วิชากลศาสตร์ แต่เราก็เอามาเป็นแนวทางได้ เราเอามาใช้เป็นขั้นตอนในการวิเคราะห์อย่างมีระบบได้ครับ และ บทความนี้ขอพูดถึงในส่วนของการคำนวณหาค่าประมาณ Minimum Mixing Time สำหรับถังขนาดใหญ่, ซึ่งใช้คำนวณหาเวลาที่ใช้งานว่าจะมีเวลากี่นาทีกี่ชั่วโมงสำหรับให้ของเหลวนั้นเกิดการผสมอย่างทั่วถึงกัน (Homogeneus)....ซึ่งผมจะขอยกตัวอย่างงานจริง เช่นเคย ครับ

Product : Non-Newtonian Fluid Vessel = 5000 mm x H. 5000 mm Density of Heavy Phase = 1300 kg/m^3 % of Heavy Phase = 50% Maximum Viscosity = 8,000 mPa.s Density of Light Phase = 1000 kg/m^3 % of Light Phase = 50% Maximum Viscosity = 1 mPa.s

Impeller Design
งานนี้จำเป็นต้องออกแบบ / เลือกใบที่เหมาะสมและใช้งานในลักษณะกว้างๆ ให้ครอบคลุมพฤติกรรมของของเหลว รวมถึงคลอบคลุมค่าความหนืด...ผมออกแบบ / เลือกใช้ใบกวนประเภท 6Turbine Impeller และกำหนดค่า Tip Speed Design ที่ 4.25 m/sec

Program Calculation
จากนั้นก็ใส่ค่าให้โปรแกรมคำนวณ คือ
Vessel Diameter = 5000 mm
Working Liquid Level = 4500 mm
Impeller Diameter = 2700 mm
Tip Speed = 4.25 m/sec
Density of Heavy Phase = 1300 kg/m^3
% of Heavy Phase = 50%
Density of Light Phase = 1000 kg/m^3
% of Light Phase = 50%

Calculation Data
จากนั้นโปรแกรมก็จำทำการคำนวณค่าต่างๆ คือ
Froude Number-1 = 0.389
Froude Number-2 = 2.443
Mixing Number = 3231.182
Mixing Time = 95.04 min
Potential Energy = 303,518.7 J

จากผลการคำนวณ Mixing Time = 95.04 min .... นี่คือค่าคำนวณครับ ซึ่งหากเทียบกับงานจริงๆแล้ว Mixing Time จะใช้น้อยกว่านี้ประมาณ 25-30% .... ส่วนเหตุผลที่ Mixing Time ของจริง ได้น้อยกว่าค่าคำนวณนั้นผมขอสงวนรายละเอียดเชิงลึกไว้ครับ..เพราะนี่คืองาน design ซึ่งต้องใช้ประสบการณ์มาออกแบบ และ ค่อนข้างจะอธิบายยากสักหน่อยครับ

Note: หากลูกค้าต้องการให้ลด Mixing Time ลงไปอีกให้อยู่ที่ประมาณ 30 นาที...และต้องรับประกันว่าจะต้อง Keep Homogeneus เหมือนเดิมเราจะมีการปรับปรุง Agitator ของเราได้อย่างไร โดยปกติที่เราจะทำ คือ

เพิ่มความเร็วของ Tip Speed เช่น หากเพิ่มเป็น 5.5 m/sec ก็จะทำให้ได้ค่าคำนวณ Reynolds Number ที่ค่าสูงขึ้น และ สิ่งที่คำนวณได้คือ

Froude Number-1 = 0.671
Froude Number-2 = 2.443 (เท่าเดิม)
Mixing Number = 1393.852
Mixing Time = 30.97448 min

แต่ Absorb Power (kW) จะเพิ่มขึ้นอีกมากเลยครับ, ราคาก็จะกระโดดขึ้นไปอีกมากตามมาเช่นกัน ทั้งในส่วนของ Gear Motor โดยเฉพาะมอเตอร์กันระเบิด, ขนาดเพลา, ขนาดลูกปืน ฯลฯ แพงครับแพง วิธีนี้เป็นวิธีมาตรฐานตามทฤษฏีครับ แต่ลูกค้าจะซื้อมั้ยละครับ นั่นละผมคิดว่าปัญหาใหญ่เลย

เพิ่มเติม : คำว่าเพิ่มความเร็วของ Tip Speed นี่คือ ไม่ใช่เพิ่มความเร็วรอบใบกวนนะครับ, เพิ่ม Tip Speed เพิ่ม RE ในงาน Agitator นั้นสามารถทำได้หลายวิธี ไม่จำเป็นต้องเพิ่มความเร็วรอบก็เพิ่ม Tip Speed เพิ่ม RE ได้ครับ

ขอบคุณครับ
สถาพร เลี้ยงศิริกูล (Agitator Designer)
MISCIBLE TECHNOLOGY CO., LTD
Tel: 02.548.0414-5 / 091.7400.555
Line : @agitator
www.miscible.co.th

BACK

Contact : Miscible Technology Co., Ltd / Tel: 091.7400.555, 02.548.0414-5 / Fax: 02.548.0413 / Email: miscible@miscible.co.th