بررسي آزمايشگاهي و CFD تغليظ كننده غبار با كانال زيگزاگي

كارشناسي ارشد

چكيده سيكلون¬ها، جداكننده¬هايي مناسب از لحاظ هزينه مي¬باشند اما اين جداكننده¬ها در زمينه جداسازي ذرات ريز ناتوان هستند. به همين دليل همواره تلاش¬ها براي ايجاد دستگاه¬هاي نوين مشابه با سيكلون¬ها با هزينه نگه¬داري كم و بازده جداسازي مناسب در مورد ذرات ريز، بوده است. در اين پايان¬نامه به شبيه¬سازي CFD و مطالعه تجربي يك جداكننده زيگزاگي گاز- ذره جديد به منظور دستيابي به رفتار هيدروديناميكي جريان و در نتيجه ارزيابي بازده جداسازي و افت فشار آن در جريان دو فازي همراه با ذره پرداخته شده است. براي شبيه سازي از نرم افزار 16 FLUENT استفاده شده است. براي جريان چندفازي از مدل مخلوط و به منظور شبيه¬سازي اغتشاشات، از مدل توربولنسي Realizable k-ɛ به عنوان يك مدل بهينه از نظر دقت و سرعت استفاده شده است. همچنين براي انفصال¬سازي ترم¬هاي جابجايي معادله ممنتوم از روش كوئيك و به منظور كوپل كردن معادله ممنتوم و پيوستگي از روش سيمپل استفاده شده است. براي اعتبارسنجي نتايج شبيه¬سازي، سامانه آزمايشگاهي مناسبي طراحي و ساخته شد و سپس داده¬هاي آزمايشگاهي و شبيه¬سازي مورد مقايسه قرار گرفتند كه خطايي در حدود 2.8% براي بازده و 7.03% براي افت فشار را نشان مي¬دهند. عوامل موثر بر بازده مانند: دبي ورودي، اندازه ذرات جامـد، نسبت مكش و اندازه دهانه ورودي مورد مطالعه قرار گرفت و نتايج نشان داد كه اندازه ذرات بيشـترين و نسبت مكش كمترين اثر را در ميان عوامل مستقل بر بازده دارند. همچنـين اندازه دهانه ورودي بيشترين اثر و نسبت مكش كمترين اثر را در ميان عوامل مستقل بر افت فشار داشته¬است. با افزايش نسبت جدايش از 0.75 به 1.3 به طور متوسط ميزان بازده 8.11% و افت فشار به¬ميزان Pa 1.54 افزايش پيدا كرد. با افزايش اندازه دهانه از 60*85 به 80*85 بازده حدود 37.7% افزايش يافت و بازده ثانويه حدود 1.7 برابر بازده اوليه گرديد. همچنين اين تغيير موجب كاهش افت فشار به ميزان Pa 4.58 مي¬شود. افزايش اندازه ذرات از 6 ميكرون تا 11 ميكرون بازده را به ميزان 5.7% افزايش و همچنين افت فشار را به ميزان Pa3.46 كاهش داد. نتايج نشان داد كه با افزايش دبي ورودي ميزان بازده كاهش پيدا مي¬كند. به طور ميانگين با افزايش دبي ورودي از (m3/h) 90 به (m3/h) 150 بازده به ميزان 9.68% كاهش و ميزان افت فشار به طور متوسط به اندازه Pa 4 افزايش مي¬يابد. كلمات كليدي: تغليظ كننده زيگزاگي، جريان¬هاي دوفازي، ديناميك سيالات محاسباتي CFD

188534

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي شبيه‌سازي و كنترل فرآيندها

دكتر منصور شيرواني - دكتر محمدتقي صادقي