13807

13807

مطالعه تجربي و شبيه سازي CFD جداكننده گاز - ذره مارپيچي چندكاناله

كارشناسي ارشد

شيمي - طراحي، شبيه سازي و كنترل فرآيندها

آذر 1393

آذر 1393

دكتر سيد حسن هاشم آبادي - دكتر منصور شيرواني

چكيده سيكلون¬ها، جداكننده¬هايي مناسب از لحاظ هزينه مي¬باشند اما اين جداكننده¬هاي مناسب در زمينه جداسازي ذرات ريز ناتوان هستند به همين دليل همواره تلاش¬ها براي ايجاد دستگاه¬هاي نوين مشابه با سيكلون¬ها كه داراي هزينه نگهداري كم و بازده جداسازي قابل توجه در مورد ذرات ريز باشند انجام گرفته است. در اين پايان‌نامه به شبيه‌سازي CFD و مطالعه تجربي يك جداكننده مارپيچي گاز- ذره چند كاناله 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 شبيه‌سازي 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 انفصال‌سازي ترم‌هاي جابجايي معادله ممنتوم از روش آپويند درجه دوم و به منظور كوپل كردن معادله ممنتوم و پيوستگي از روش سيمپل استفاده شده است. براي اعتبارسنجي نتايج شبيه‌سازي سامانه آزمايشگاهي مناسبي طراحي و ساخته شد، نتايج آزمايشگاهي و شبيه¬سازي نشان دادند كه افزايش سرعت هواي ورودي منجر به افزايش راندمان جداسازي و افت فشار مي¬شود و با افزايش اندازه قطر ذرات راندمان جداسازي افزايش در حاليكه افت فشار كاهش مي¬يابد. نتايج داده¬هاي شبيه¬سازي با آزمايش¬هاي تجربي اعتبار سنجي شدند. ميزان خطاي داده¬هاي ¬شبيه¬سازي و آزمايشگاهي راندمان جداسازي و افت فشار با افزايش سرعت هواي از 8 به 13متر بر ثانيه به ترتيب 466/15و 628/6 مي¬باشد و با افزايش اندازه قطر ذرات از 3 تا 20 ميكرومتر اين ميزان خطا به ترتيب 745/5 و 567/5 مي باشد. واژه‌هاي كليدي: غبارگير مارپيچي، ديناميك سيالات محاسباتي (CFD)، مدل توربولنسي تنش رينولدز (RSM)، جريان دوفازي.