20873

۲۰۸۷۳

مطالعه تجربي و شبيه سازي CFD تاثير دوران بدنه روي راندمان سيكلون هاسي داراي دو ورودي خوراك

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي

۱۳۹۴

۱۳۹۷/۸/۲۹

دكتر منصور شيرواني - دكتر احد قائمي

مهندسي شيمي، نفت و گاز

در اين مطالعه جداسازي ذرات سيليس، با استفاده از يك جداساز سيكلوني داراي دو ورودي و با بدنه در حال دوران و اثر چرخش روي راندمان سيكلون به‌صورت آزمايشگاهي و با استفاده از شبيه‌سازي CFD مطالعه شده است. متغيرهاي مورد مطالعه اندازه ذره، دبي و سرعت دوران بدنه سيكلون مي باشد. دراين پژوهش نشان داده شد بزرگتر شدن ذرات حدود 1 الي2 درصد ، افزايش دبي حدود 3 الي 5 درصد و افزايش سرعت بدنه حدود 10 الي 13 درصد منجر به بهبود راندمان مي گردد. همچنين نشان داده شد دوران بدنه در جهت عكس جريان ورودي حدود 48 درصد از راندمان مي كاهد. سپس توسط نرم افزار فلوئنت به شبيه سازي سيستم فقط جهت صحت سنجي نتايج به دست آمده پرداخته شد. شبيه‌سازي CFD با استفاده از مدل چند فازي اولرين-اولرين براي جريان هوا-پودر با نرم‌افزار فلوئنت انجام شده است. براي شبيه‌سازي اغتشاشات، از مدل اغتشاشي RNG k-ε، براي حل هم‌زمان معادلات فشار و سرعت از الگوريتم SIMPLE و براي گسسته‌سازي ترم‌هاي جابجايي معادله مومنتوم از روش QUICK استفاده شده است. نتايج شبيه سازي نشان مي دهد افزايش دبي و سرعت دوران بدنه سيكلون منجر به افزايش سرعت مماسي و در نتيجه افزايش نيروي گريز مركز شده كه نتيجه آن افزايش راندمان سيكلون است. ماكزيمم راندمان به دست آمده از شبيه سازي حدود 90 درصد و ماكزيمم راندمان آزمايشگاهي حدود 97 درصد مي باشد. نتايج به دست آمده از شبيه سازي CFD در حدود 7 درصد نسبت به نتايج حاصل از آزمايش داراي خطا مي باشند اما مقدار اختلاف حالات مختلف با هم، تقريبا مشابه نتايج آزمايشگاهي بوده و صحت نتايج را اثبات مي نمايد. واژه‌هاي كليدي: سيكلون دوار، اثر چرخش، جداسازي سيكلوني، راندمان

1398/04/31

Experimental study and CFD simulation about the effect of body rotation on efficiency of two inlet cyclones

7/22/2019 12:00:00 AM

In this study, the separation of silica particles was studied with using a two-input cyclone separator with rotary body. The effects of rotation on efficiency of cyclone, experimentally and using CFD simulation was investigated. The variables studied were particle size, flow rate, and cyclone body velocity. In this study, it has been shown that the particle size become more intense about 1 to 2, the increase in the flow rate of about 3 to 5, and the increase in body speed of 10 to 13 percent leads to improved efficiency. Also shown the reverse rotation of body than input flow about 48% of efficiency decreases. Then the Fluent software simulated the system only for validation of results. CFD simulation was performed using a multi-phase olerian-olerian model for Air-silica powder flow using Fluent software. To simulate disturbances, the RNG k-ε model, which is both accurate and fast, is used. To solve the pressure and velocity equations simultaneously, the SIMPLE algorithm is used and the QUICK method is used to distribute the momentum equations. The simulation results show that increasing the flow rate and cyclone body rotation velocity leads to an increase in tangential velocity and hence increased centrifugal force, resulting in increased cyclone efficiency. The maximum efficiency obtained from the simulation is about 90% and the maximum laboratory efficiency is about 97%. The results obtained from the simulation of CFD are about 7% lower than the results of the experiment but the difference between the different states together is almost the same as the experimental results and proves the accuracy of the results. Keywords: Rotary cyclone, effect of rotation, cyclone separators, Efficiency