-
شماره ركورد
33510
-
پديد آورنده
مهدي يوسفي
-
عنوان
طراحي مفهومي در راستاي بهينه سازي عملكرد جداساز سيكلوني با ورودي و خروجي حلزوني جريان محوري
-
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
-
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك
-
سال تحصيل
1399
-
تاريخ دفاع
1402/6/28
-
استاد راهنما
دكتر محمد اخلاقي
-
استاد مشاور
نداشتم
-
دانشكده
مهندسي مكانيك
-
چكيده
در صنعت و طبيعت، تعداد قابل توجهي از جريانهاي داخلي به صورت جريانهاي چند فازي وجود دارند. بررسي اين نوع جريانها از جنبه صنعتي بسيار مهم است. براي طبقهبندي محصولات يا توليد محصولات با غلظت بالا و مورد نظر، نياز به انجام فرآيند جداسازي جريانهاي چند فازي وجود دارد. يكي از تجهيزات نوين ارائه شده براي انجام اين فرآيند، طرح جديدي به نام جداساز سيكلوني با ورودي و خروجي حلزوني جريان محوري است كه توسط شركت كالتك انگلستان ارائه شده است. آزمايشات تجربي بر روي اين طرح توسط استاد راهنماي ارجمند پاياننامه جناب دكتر محمد اخلاقي در دانشگاه كرنفيلد انگلستان انجام شده است. در اين آزمايشات، از سيالات آب و هوا به عنوان سيالات مخلوط دو فاز در ورودي جداساز با ورودي و خروجي حلزوني استفاده شده و تركيبهاي مختلف حجمي هوا و آب با اعمال فشارهاي متفاوت در ورودي و خروجيهاي جداساز مورد بررسي قرار گرفته است.
در اين تحقيق، براي اعتبارسنجي مدل ديناميك سيالات محاسباتي، از مخلوط هوا و آب با كسر حجمي 95.02 درصد هوا استفاده شده است. همچنين، براي انتخاب مدل مناسب جهت شبيه سازي جريان دوفاز و آشفته درون جداساز سيكلوني با ورودي و خروجي حلزوني جريان محوري ، از تركيب دو مدل دوفاز Eularian و VOF، و مدلهاي آشفتگي ,RSM در نرمافزار Fluent استفاده شده است. در نهايت، مدل چندفاز Eularian و مدل آشفتگي RSM براي شبيهسازي انتخاب شدهاند.
با توجه به اينكه فشارهاي ورودي و خروجي جداساز بر نرخ جداسازي تأثير قابل توجهي دارند، از شبكه عصبي پرسپترون چندلايه براي مدلسازي دادههاي جداساز سيكلوني با ورودي و خروجي حلزوني استفاده شده است. با توجه به تعداد محدود دادهها، از شبكه پرسپترون دولايه براي پيشبيني بازده جداسازي بر اساس فشار استاتيكي جريان در ورودي و خروجي جداساز استفاده شده است. پس از ساخت شبكه عصبي با استفاده از الگوريتم بهينهسازي ژنتيك، فشارهايي كه باعث ايجاد بازده حداكثر در هر كسر حجمي آزمايشهاي تجربي ميشوند، محاسبه شدهاند. اين امر منجر به افزايش 6.32 درصدي در ميانگين بازده كلي جداسازي شده است.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1404/04/18
-
عنوان به انگليسي
Conceptual design in order to optimize the performance of cyclone separator with axial flow involute inlet and outlet
-
تاريخ بهره برداري
1/1/1900 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
مهدي يوسفي
-
چكيده به لاتين
In industry and nature, a significant number of internal flows exist as multiphase flows. Investigating these types of flows is very important from an industrial perspective. To classify products or to produce products with high and desired concentrations, there is a need to perform the process of separating multiphase flows. One of the innovative equipment introduced for this process is a new design called a cyclonic separator with helical inlets and outlets, which has been presented by Caltech in the UK. Experimental tests on this design have been conducted by the esteemed thesis supervisor, Dr. Mohammad Akhlaghi, at Cranfield University in the UK. In these experiments, water and air were used as two-phase mixed fluids at the inlet of the cyclonic separator with helical inlets and outlets, and different volumetric combinations of air and water under various pressures at the inlets and outlets of the separator were examined.
In this research, to validate the computational fluid dynamics model, a mixture of air and water with a volumetric fraction of 95.02% air was used. Furthermore, to select the appropriate model for simulating two-phase and turbulent flow within the cyclonic separator with helical inlets and outlets, a combination of the two-phase Eulerian model and the Volume of Fluid (VOF) model, along with the Reynolds Stress Model (RSM) for turbulence, was employed in Fluent software. Ultimately, the Eulerian multiphase model and the RSM turbulence model were selected for simulation.
Given that the inlet and outlet pressures of the separator significantly affect the separation rate, a multilayer perceptron neural network was utilized to model the data from the cyclonic separator with helical inlets and outlets. Due to the limited amount of data, a two-layer perceptron network was used to predict the separation efficiency based on the static pressure of the fluid at the inlet and outlet of the separator. After constructing the neural network using a genetic optimization algorithm, the pressures that result in maximum efficiency at each volumetric fraction from the experimental tests were calculated. This resulted in a 6.32% increase in the average overall separation efficiency.
-
كليدواژه هاي فارسي
جريان چندفاز , جداساز با ورودي و خروجي حلزوني , مدل آشفتگي ار اس ام , وي او اف
-
كليدواژه هاي لاتين
Multiphase flow , Cyclonic separator with involute inlets and outlets , RSM turbulence model , Eulerian multiphase model , VOF , مدل چندفاز اويلري
-
Author
mehdi yousefi
-
SuperVisor
Mohammad akhlaghi
-
لينک به اين مدرک :