شبيه سازي CFD و مطالعه تجربي راندمان عملكرد و افت فشار جداكننده گاز-ذره مارپيچي

كارشناسي ارشد

در اين پژوهش به شبيه سازي CFD و مطالعه تجربي يك جداكننده مارپيچي گاز- ذره جديد به منظور دستيابي به رفتار هيدروديناميكي جريان و در نتيجه ارزيابي راندمان جداسازي و افت فشار آن در جريان دو فازي همراه با ذره پرداخته شده است. به منظور شبيه سازي اغتشاشات، از مدل توربولنسي تنش رينولدز RSM به عنوان يك مدل بهينه از نظر دقت و سرعت و براي جريان چندفازي از ديدگاه اولرين - اولرين استفاده شده است. همچنين براي انفصال سازي ترمهاي جابجايي معادله ممنتوم از روش QUICK و به منظور كوپل كردن معادله ممنتوم و پيوستگي از روش PISO استفاده شده است. براي اعتبارسنجي نتايج شبيه سازي سامانه آزمايشگاهي مناسبي طراحي و ساخته شد، مقايسه افت فشار و راندمان حاصل از شبيه سازي با داده‌هاي آزمايشگاهي گزارش‌شده، انطباق خوبي را نشان مي‌دهد. همچنين حالات متنوع اين جداكننده يا در واقع تغليظ كننده مانند اثر تغيير سرعت ورودي، ميزان بار ذرات جامد در جريان گاز ورودي، اندازه ذرات جامد و استفاده از سايرمدل هاي اغتشاش، بعلت نوآوري در طراحي، بررسي شده است كه نتايج بيانگر اين است كه راندمان جداسازي اين دستگاه براي ذرات با اندازه 8ميكرون به بالا 100% است و با افزايش مقدار ذرات ورودي بميزان 2برابر راندمان حدود 30% افزايش مي‌يابد ولي زيادشدن دبي هواي ورودي همواره اثر مثبتي بر راندمان ندارد.در مورد افت فشار هم با افزايش دبي هواي ورودي، افزايش مي يابد و با كوچكترشدن سايز ذرات از 20تا5 ميكرون افت فشار 10% زياد مي‌شود و افت فشار نسبت به افزايش بار ذرات ورودي بمقدار 300% بيش از 20% افزايش مي يابد. همچنين در اين پژوهش مقايسه اي بين اين نوع از جداكننده با جداكننده سيكلوني صورت پذيرفت كه نتايج نشان دهنده راندمان جداسازي بيشتر و افت فشار كمتر نسبت به جداكننده سيكلوني است. واژه‌هاي كليدي: غبارگير مارپيچي، ديناميك سيالات محاسباتي (CFD)، مدل توربولنسي تنش رينولدز (RSM ) ،جريان دوفازي.

188800

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي، شبيه سازي و كنترل فرآيندها

منصور شيرواني و سيدحسن هاشم آبادي