Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Förrotation till omrörare
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2007 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Pre-swirl for mixer (English)
Abstract [en]

The primary function of a mixer is to keep a fluid in constant motion. All mixing applications

require varying degrees of small-scale turbulence and bulk flow. The performance of a

submersible mixer is measured by the thrust that it produces, while the strength of the bulk

flow is dependent on the total amount of installed thrust.

In a mixer, the fluid quickly flows past the propeller, and as a result, the current is mainly

axial. The fluid will also obtain a rotating velocity, or a swirl, though this is significantly less

than that of the propeller. During the process, the total amount of energy increases in the form

of static pressure and kinetic energy. The static pressure creates the mixer’s thrust. The

kinetic energy is caused by the fluid’s rotation and is usually not desirable. Therefore, to

obtain maximal static pressure, or thrust, the rotation of the fluid should be minimised where

possible. This can be achieved by creating a pre-swirl of the water opposite the propeller

rotation.

The main objective of this master thesis is to develop and construct a set of guide vanes,

capable of producing the pre-swirl needed to eliminate the rotational velocity of the fluid, and

verify this through testing.

To be able to carry out tests in small tanks, scaled down models of the 4620 mixer were

developed, and manufactured with SLS technique in Duraform PA. Furthermore, a test rig

was constructed with the purpose of measuring the mixer’s thrust. Mixer thrust test results

reveals that by applying guide vanes to a mixer, the mixer thrust increases by approximately

10-20 % compared to a normal mixer, depending on whether or not a jet ring is used. The

mixer’s efficiency increases by 1-5 % compared to a normal mixer. Tests with the mixer’s jet

shows that by using guide vanes, the jet becomes more stable, and obtains a higher velocity.

After evaluating seven different concepts, a full scale prototype was manufactured with the

SLS-method. Performance tests with this prototype, at ITT Flygt in Lindås, revealed that the

mixer thrust increases by 5-15 % depending on the propeller blade angle and whether or not a

jet ring is used. The mixer efficiency increases by up to 7,5 %.

Abstract [sv]

En mixer kallas även omrörare, eftersom dess huvuduppgift är att hålla vätska i rörelse. Vid

all typ av omrörning krävs någon form av turbulens och bulkflöde. Mixerns dragkraft är det

som avgör hur stort bulkflödet kan bli.

I en mixer passerar vätskan propellern snabbt och strömningen är på så vis huvudsakligen

axiell. Vätskan sätts även i rotation, men rotationshastigheten på vätskan är mycket mindre än

propellerns hastighet. Då vätskan passerar propellern ökas den totala energin i form av statiskt

tryck och rörelseenergi. Det statiska trycket ger upphov till dragkraften. Rörelseenergin

kommer av att vätskan sätts i rotation och är i många fall inte önskvärd. För att få maximalt

statiskt tryck eller dragkraft ska därför vätskans rotation vara så liten som möjligt. Detta kan

åstadkommas genom förrotation av vattnet. Målet med detta examensarbete är att utveckla

ledskenor som kan skapa den förrotation som krävs för att eliminera vätskans

rotationshastighet, samt att genom tester verifiera att detta fungerar.

För att kunna genomföra tester i små tankar tillverkades nedskalade modeller av mixern 4620

med SLS-teknik i Duraform PA. Dessutom tillverkades en testrigg med syfte att mäta

mixrarnas dragkraft. Testresultat för modellerna visade att vid användandet av ledskenor ökar

mixerns dragkraft med mellan 10-20 % beroende på om mixern utrustats med jetring eller

inte, jämfört med en vanlig mixer. Verkningsgraden var vid användandet av ledskenor mellan

1-5 % högre än för en vanlig mixer, beroende på om jetring användes eller inte. Jetstråletester

på modellerna visade att jetstrålen blir längre, stabilare och får en högre hastighet vid

användande av ledskenor och jetring.

En fullskalig prototyp tillverkades genom friformsframställningsmetoden SLS, efter att sju

koncept tagits fram och utvärderats. Dragkraftstester gjordes på prototypen på ITT Flygt i

Lindås, som visade att dragkraften ökar med mellan 5-15 % beroende på vilken

propellervinkel som användes och om mixern var utrustad med jetring eller inte.

Verkningsgraden ökade med upp till 7,5 %.

Place, publisher, year, edition, pages
2007.
Series
MMK 2007:75 MCE 151
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-100917OAI: oai:DiVA.org:kth-100917DiVA: diva2:545824
External cooperation
ITT Flygt AB,Johan Hallberg
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2012-08-21 Created: 2012-08-21 Last updated: 2012-08-21Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Melin,Roselius(1588 kB)380 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1588 kBChecksum SHA-512
c421e49809acfaad1c576c05761f043c069b00248427b40546a53b21fd923bd2230182e3eb545955553ca95684667fd96d36669fb3dfe25e6e534ee62817f909
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 380 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 67 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf