Fluid Dynamics and Flow Patterns in Stirred Tanks With a Turbine Impeller.

Velocity profiles were measured in a stirred tank with a turbine impeller using a three-dimensional, pitot tube probe. A tangential jet model was used to describe the flow in the region of the impeller, and two-dimensional potential flow models and a circular jet were used to describe the flow in the rest of the tank. The tangential jet model accurately predicted the measurements from this work and comparable measurements reported in the literature for water and air, for varying impeller diameter and speeds and for different tank diameters. In the rest of the tank a three-dimensional, low velocity, flow field exists; and the center of circulation is not a true stagnation point. The flow at this point is tangential. The two-dimensional models only qualitatively described the flow in this region, and a three-dimensional model would be required. It was experimentally and theoretically confirmed that standard practice of using 10% baffles effectively controls the flow in the tank. On a mesure les profils de velocite dans un reservoir agite et muni d'une roue mobile de turbine, en employant une sonde basee sur un tube de Pitot a trois dimensions. On a utilise un modele de jet tangentiel pour decrire I'ecoulement dans la region de la roue ainsi que des modeles d'ecoulement potentiel a deux dimensions et un jet circulaire pour indiquer I'ecoulement dans le reste du reservoir. Le modele de jet tangentiel a predit avec justesse les mesures ainsi obtenues et celles qu'on a publiees pour I'eau et I'air, dans le cas de divers diametres et vitesses de roues et de diametres differents de reservoirs. On a trouve qu'il y a dans le reste du reservoir un champ d'ecoulement a trois dimensions et faible velocite et que le centre de la circulation n'est pas un vrai point de stagnation; I'ecoulement a ce point est tangentiel. Les modeles a deux dimensions ne decrivent que qualitativement I'ecoulement dans la dite region et il faudrait avoir recours a un modele a trois dimensions. On a confirme experimentalement et theoriquement que I'emploi normal de chicanes a 10% permet de contro'tler efficacement I'ecoulement dans le reservoir.