مدل سازي ديناميك حباب در راكتورهاي كاويتاسيون هيدروديناميكي

كارشناسي ارشد

كاويتاسيون به عنوان پديده¬¬اي براي ايجاد، رشد و فروپاشي حباب¬هاي در اندازه ميكرو، شناخته مي¬شود. سيستمي كه پديده كاويتاسيون در آن رخ مي¬دهد، راكتورهاي كاويتاسيون هيدروديناميكي مي¬نامند. اين راكتورها در فرايندهاي تصفيه، ضدعفوني آب، تجزيه مواد، توليد نانوذرات و ... مورد استفاده قرار مي¬گيرند . هنگام فروپاشي حباب¬هاي كاويتاسيوني، دما و فشار بسيار زيادي ايجاد مي¬گردد. بخاطر دما و فشار بالا، راديكال¬هاي آزاد ايجاد مي¬شوند. اين اثرات در برخي فرايندها مطلوب و در برخي ديگر نامطلوب مي¬باشند. در اين تحقيق با استفاده از معادلات كيلر-ميكسس، جرم و انرژي، ديناميك رفتار حباب، شعاع، دما، فشار، ميزان نفوذ گازهاي نفوذپذير در حباب، پيش¬بيني گرديد. براي اين منظور پارامترهاي فشار خروجي، شعاع اوليه حباب، نسبت قطر گلوگاه به قطر لوله پايين¬دستي، دما، عدد كاويتاسيون و نوع گاز نفوذناپذير مورد بررسي قرار گرفتند. با توجه به تحليل¬هاي انجام شده، نتيجه¬گيري شد كه عامل اصلي بر ديناميك حباب، فشار خارجي بالك سيال مي¬باشد كه ساير پارامترها را مي¬تواند تحت ¬تاثير قرار دهد. همچنين ميزان نفوذ گازهاي نفوذ¬پذير، ويژگي هندسه¬ي و دماي سيال، تاثير بسزايي در طول عمر حباب¬ دارند. دما و فشار بدست آمده از مدلسازي به ترتيب در حدود 3000-5000 كلوين و 4000-8000 اتمسفر محاسبه شد. همچنين تعداد مولكول¬هاي گازهاي نفوذپذير در درون حباب در مقياس 1017 مولكول بدست آمده¬است.

193440

دانشگاه علم و صنعت ايران

كنترل، مدل سازي و شبيه سازي

دكتر محمدتقي صادقي