The mean flow field produced by a 45° pitched blade turbine: Changes in the circulation pattern due to off bottom clearance

Abstract The impeller discharge stream and bulk circulation flow produced by a pitched blade turbine (PBT) in a fully baffled stirred tank have been defined, using a combination of flow visualization and laser Doppler anemometry measurement techniques. Two distinct bulk circulation patterns have been identified, one for higher off bottom clearances, and one for lower clearances. The circulation patterns are shown to have a substantial impact on the discharge stream, even very close to the edge of the impeller blades. These findings indicate that the action of the impeller is not independent of the tank geometry, but contains a substantial feedback component from the bulk flow. This conclusion has substantial implications for the modelling and prediction of stirred tank flow fields. On a analysé le courant de décharge et l'écoulement principal produits par une turbine à aubes inclinée dans un réacteur agité à chicanes, en combinant des techniques de visualisation de l'écoulement et de mesure anémométrique laser Doppler. Deux profils de circulation globale distincts ont été observés, l'un pour des dégagements dans le fond du réservoir importants, l'autre pour des petits dégagements aux parois. On montre que les profils de circulation ont un effet marqué sur le courant de décharge, même à proximité des aubes de la turbine. Ces découvertes indiquent que l'action de la turbine n'est pas indépendante de la géométrie du réservoir et qu'elle subit une influence non négligeable de l'écoulement global. Cette conclusion a des implications importantes pour la modélisation et la prédiction des champs d'écoulement dans les réservoirs agités.