Capitolo cinque: Conclusioni
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Capitolo cinque
Conclusioni
Nel presente lavoro di tesi sono stati svolti esperimenti al fine di caratterizzare il mixing all’interno di miscelatori statici in linea tipo Kenics in regime laminare in presenza di fluidi non newtoniani. In particolare sono state utilizzate due soluzioni acqua – Carbopol:
Una prima soluzione allo 0.1% wt di Carbopol
Una seconda soluzione allo 0.2% wt di Carbopol.
Sono state quindi eseguite prove variando la porta di liquido da 29 l/hr a 240 l/hr, con una variazione del numero di Reynolds per la soluzione 0.1% wt di Carbopol da 2 a 87, per la seconda soluzione, essendo questa molto più viscosa, da 0,16 a 6.
Tramite tecnica PLIF sono state quindi effettuate delle fotografie all’uscita del miscelatore statico per seguire l’andamento del miscelamento. Le immagini sono quindi state processate tramite due programmi Matlab scritti appositamente per proporre un confronto tra i due parametri più diffusi in letteratura per definire il grado di mixing raggiunto:
Il “Coefficient of Variance” ( CoV ) legato all’intensità del mixing
“Striation thickness” legato alla scala del mixing. I risultati ottenuti hanno mostrato che:
Il “pattern” subisce una rotazione in senso orario all’aumentare della portata e quindi della velocità: essendo il pattern invariante delle velocità e le fotografie scattate nella stessa posizione la rotazione è dovuta alla maggiore quantità di moto impressa al fluido. Questa conclusione intuitiva è comunque da valutare e supportare tramite nuove misurazioni a partire dalla caratterizzazione del campo di moto per capire affondo la natura del fenomeno.
È stata dimostrata la natura caotica del flusso tramite una sequenza di foto scattate a intervalli di tempo regolari dove è mostrato chiaramente come il pattern che si viene a creare è caratteristico ed unico per ogni sezione del mixer.
Capitolo cinque: Conclusioni
106 È stato mostrato come il Cofficient of Variance (CoV) sia insufficiente da solo a caratterizzare il mixing e a identificare il grado di miscelamento raggiunto poiché profondamente legato alla metodologia di scelta dei punti campioni e questo rende i risultati molto variabili. Per questo motivo il CoV, come indicato in letteratura, non è il parametro ideale per caratterizzare il mixing in regime laminare.
Utilizzando il programma implementato con Matlab è stato indagato l’avanzamento del mixing studiando le “striation thickness” e come queste variassero di spessore al variare della porta: quello che abbiamo trovato è in linea con quello che ci si aspetta sul piano teorico: all’aumentare della velocità e dello stress apportato al fluido le lamelle diminuisco di spessore a indicare un mixing sempre più efficace. Questa tecnica è quindi direttamente legata alla scala di mixing raggiunta e risulta di fondamentale importanza in presenza di sistemi reattivi.
Dal confronto proposto è quindi emerso che la misurazione delle striation thickness è il parametro che meglio caratterizza il mixing in regime laminare all’interno di miscelatori statici in quanto fornisce informazioni più dettagliate sul miscelamento ottenuto.
