شبيه سازي CFD تفكيك گرهاي ذرات جامد از گاز طبيعي

كارشناسي ارشد

در اين تحقيق عملكرد يك فيلتر اسكرابر كه در ايستگاه هاي تقويت فشار گاز براي پاكسازي گاز طبيعي به كار مي¬رود، از طريق شبيه سازيCFD مورد بررسي قرار گرفته است. فيلتر اسكرابر شامل دو مرحله مولتي سيكلون و فيلتر كارتريدج مي¬باشد. در ابتدا شبيه¬سازي سيكلون و سپس شبيه سازي فيلتر صورت مي¬گيرد. براي مشاهده الگوي جريان در داخل اسكرابر، شبيه سازي بر روي هندسه اي مشابه اسكرابر صورت گرفت و توزيع نامتقارن جريان در اسكرابر مشاهده شد كه از ايرادات اين دستگاه مي¬باشد. براي شبيه سازي سيكلون ، ابتدا به بررسي تاثير دانسيته مش بر دقت جوابها پرداخته شده است. براي صحت سنجي، نتايج حاصل از شبيه سازي، با نتايج آزمايشگاهي كار وانگ مقايسه شده است. نتايج با خطاي كمتر از 12% به دست آمده است. براي شبيه¬سازي جريان مغشوش از مدل تنش رينولدز RSM و در شبيه سازي جريان دوفازي گاز_جامد از مدل برهمكنش بين فازي اولرين-لاگرانژين استفاده شده است. نتايج نشان مي¬دهد با افزايش قطر ذرات بازده جداسازي و همچنين با افزايش سرعت ورودي، افت فشار افزايش مي¬يابد. تاثير افزايش بار جامد ورودي بر روي افت فشار و بازده جداسازي بررسي شد و گزارش شد كه افزايش بار جامد ورودي تاثيري بر روي بازده جداسازي و افت فشار ندارد. به منظور بررسي تاثير هندسه سيكلون، عرض ورودي، ارتفاع قسمت استوانه اي، ارتفاع، قطر و هندسه گردابه ياب بررسي شد و ديده شد كه با افزايش عرض ورودي ، ارتفاع قسمت استوانه اي و قطر گردابه ياب، بازده جداسازي و افت فشار كاهش مي¬يابد. همچنين مشاهده شد كه هندسه گردابه ياب همگرا شونده بازده جداسازي بالاتري را ايجاد مي¬كند. به منظور شبيه سازي فيلتر كارتريدج، از مدل توماس استفاده شد و با استفاده از زبان C++ ترم هاي چشمه و چاه به صورت توابع تعريف شده توسط كاربر در معادلات مومنتم و پيوستگي در نرم افزار Fluent اجراشد. براي صحت سنجي نتايج شبيه سازي فيلتر، با داده¬هاي توماس مقايسه شد و پس از مشاهده انطباق قابل قبول، شبيه سازي براي فيلتر صورت گرفت و تغييرات تخلخل و افت فشار در فيلتر با زمان بدست آمد. همچنين بازده جداسازي در طول فيلتر گزارش شد و تاثير دبي جامد ورودي بر روي بازده جداسازي نيز بررسي شد. واژه‌هاي كليدي:شبيه¬سازي CFD، فيلتر اسكرابر، سيكلون، فيلتر كارتريدج، بازدهي، افت فشار.

183235

دانشگاه علم و صنعت ايران

شيمي - طراحي، شبيه سازي و كنترل فرآيند

دكتر سيد حسن هاشم آبادي