بررسي هيدروديناميكي جريان در غشاي فيلترهاي آب‌شيرين‌كن RO

كارشناسي ارشد

كمبود آب شيرين موجب شده است كه روش‌هاي مختلفي براي شيرين‌سازي آب چاه‌ها و آب درياها استفاده شود. يكي از اين روش‌ها اسمز معكوس است كه به دليل هزينه‌هاي كم‌تر و بازدهي بهتر به‌شدت موردتوجه مي‌باشد. افزايش بازدهي اين فيلترها به عوامل مهمي ازجمله كاهش رسوب‌گذاري وابسته است. در اين راستا تلاش شد با شبيه‌سازي المان كوچكي از كانال تغذيه اين كانال هيدروديناميك جريان آن به‌منظور ارائه مدل مناسبي از افت فشار و سرعت موردمطالعه قرار گيرد. هندسه كانال كه شامل فيلامنت است، به دو صورت دوبعدي و سه‌بعدي طراحي و معادلات پيوستگي و مومنتوم حل شدند. در شبيه‌سازي دوبعدي براي 6 المان مختلف در سرعت‌هاي مختلف، فشار و سرعت و تنش برشي موردبررسي قرار گرفت. نتايج بيان مي‌كنند كه افزايش ارتفاع المان و رينولدز موجب افزايش افت فشار مي‌شود و در ارتفاع‌ثابت و شعاع فيلامنت كم‌تر افت فشار كمتر است. افزايش رينولدز موجب افزايش طول ناحيه گردابه پشت هر فيلامنت شده كه موجب افزايش تنش برشي و به‌موجب آن رسوب‌گذاري كاهش مي‌يابد. طبق اين شبيه‌سازي اختلاف فشار از 74/13 پاسكال تا 25/131 پاسكال و ضريب افت فشار از 18/0 تا 07/1 متناسب با هندسه به دست آمد. در حالت سه‌بعدي با اضافه كردن هندسه استوانه به محل اتصال فيلامنت‌ها تلاش شد هندسه فيلامنت‌ها با جزييات بيش‌تري طراحي شود و شبيه‌سازي در سرعت‌هاي مختلف انجام شود. نتايج بيان مي‌كنند كه افت فشار سريع‌تر رخ مي‌دهد و تغييرات آن در بعد سوم هندسه به‌خوبي ديده مي‌شود مسئله‌اي كه در شبيه‌سازي دوبعدي قابل‌مشاهده نيست. براي افت فشار با سرعت و ضريب افت فشار با رينولدز روابط جديدي ارائه گرديد كه مي‌توان از آن‌ها در مراحل بعدي شبيه‌سازي استفاده كرد. طبق اين شبيه‌سازي اختلاف فشار 145 پاسكال و ضريب افت فشار از 9/2 تا 5/3 متناسب با سرعت ورودي به دست آمد. آرام يا آشفته بودن جريان با استفاده از مدل توربولانسي مورد بررسي قرار گرفت.

189492

دانشگاه علم و صنعت ايران

تبديل انرژي - ديناميك سيالات محاسباتي

دكتر شهرام درخشان هوره - دكتر مجيد سياوشي