چكيده
چكيده
در اين پروژه جداسازي ذرات جامد سيليس از هوا توسط غبارگير مارپيچ به صورت آزمايشگاهي مورد مطالعه قرار گرفته است وافت فشار و راندمان جداسازي با استفاده از شبيه¬سازي¬هاي CFD با تغييرات در هندسه و شرايط عملياتي تحليل شده است. سامانه آزمايشگاهي شامل يك كانال مارپيچ با29 انشعاب جريان رقيق خروجي و دو مكنده در خروجي هاي آن بوده كه امكان تست در شرايط دبي ورودي بالا فراهم شده است. در انجام آزمايشات از پودر سيليس شركت دگوسا با دانه بندي مشخص استفاده شده است. شبيه¬سازي CFD غبارگير مارپيچ با استفاده از مدل چند فازي مخلوط براي سيستم سيليس و هوا توسط نرم افزار فلوئنت صورت گرفته¬است. جهت در نظر گرفتن اغتشاشات موجود در سيستم مدل اغتشاشRealizable k-ε به عنوان يك مدل بهينه از نظر دقت و سرعت در شبيه¬سازي استفاده شده است. براي حل هم¬زمان معادلات فشار و سرعت از الگوريتم SIMPLE و براي انفصال سازي ترمهاي جابجايي معادله ممنتوم از روش QUICK استفاده شده است. جهت اعتبارسنجي نتايج شبيه¬سازي، داده¬هاي آزمايشگاهي مورد مقايسه قرار گرفته¬اند كه خطايي در حدود % 2/5 را نشان مي¬دهند. در بررسي تأثير شرايط عملياتي،سرعت ورودي، سايز ذرات جامد و كسر جرمي جامد ورودي مورد مطالعه قرار گرفت و نتايج نشان مي¬دهد كه سرعت ورودي گاز بيشترين و سايز ذرات كمترين اثر را در ميان فاكتورهاي مستقل بر افت فشار دارند همچنين سايز ذرات جامد بيشترين اثر وكسرجرمي جامد ورودي كمترين اثر را در ميان فاكتورهاي مستقل برراندمان دارا مي¬باشد. تأثير پارامترهاي عملياتي دبي ورودي ,سايز ذرات جامد , كسر جرمي جامد, نسبت جدايش و پارامترهاي هندسي شامل قطر كلي مارپيچ ، نسبت ابعاد كانال مارپيچ، تعداد دورهاي دستگاه ، سايز دهانه ي خروجي انشعابات جريان رقيق شبيه سازي شده¬اند. نتايج نشان مي¬دهند كه با افزايش40 درصد در دبي ورودي راندمان به ميزان 7/2 % افزايش يافته, همچنين با 5 برابر كردن قطر ذرات از 3 به 15 ميكرون، افزايش %36/63 در بازدهي غبارگير مشاهده مي¬شود و با افزايش نسبت جدايش از 2/0 تا 6/0 راندمان 25/52 % ارتقا ميابد همچنين با كاهش قطر كلي مارپيچ از 1متر تا 4/0 متر راندمان جداسازي درغبارگير مارپيچ %16/13 افزايش مي¬يابد, با افزايش نسبت ابعاد كانال از 5/1 تا 5/2 راندمان جداسازي به ميزان %5 در غبارگير افزايش پيدا مي¬كند. افزايش تعداد دورهاي غبارگير مارپيچ از 3 دور به 6 دور موجب 3% افزايش راندمان شده و پس از آن با اضافه شدن دور هفتم شاهد كاهش كارايي غبارگير خواهيم بود , با 3برابركردن سايز دهانه ي انشعابات جريان رقيق غبارگير مارپيچ , راندمان جداسازي تا %7 افزايش و افت فشار347 پاسكال كاهش مي¬يابند.
با توجه به آنكه نتايج شبيه سازي بخوبي قادر به پيش بيني عملكرد دستگاه است, رابطه اي بي بعد براي افت فشار دستگاه گزارش شد. نتايج بيانگر كارايي بالاي اين جداكننده در مقايسه با سيكلون استيرمند در شرايط عملياتي مشابه است.
واژه‌هاي كليدي:غبارگير مارپيچي، ديناميك سيالات محاسباتي (CFD)،افت فشار، راندمان جداسازي، شبيه سازي .
