13097

13097

مطالعه تجربي و شبيه سازي CFD خشك كن پاششي با محلول خوراك مالتودكسترين

كارشناسي ارشد

شيمي - طراحي، شبيه سازي و كنترل فرايندها

بهمن ماه 1392

بهمن ماه 1392

دكتر محمد تقي صادقي - مهندس محمد حسن خان اف

چكيده شبيه¬سازي جريان هواي داخل محفظه¬ي خشك¬كن پاششي و بررسي تأثير اتمايزر بر عملكرد برج، هدف اصلي اين پروژه بوده است. به منظور بررسي اعتبار مدل مورد استفاده براي شبيه¬سازي محفظه، دماي 8 نقطه در داخل محفظه توسط نصب ترموكوپل در محل¬هاي موردنظر به صورت تجربي اندازه¬گيري شد. با استفاده از نرم افزار FLUENT، جريان هواي داخل محفظه به روش CFD شبيه¬سازي شد و دماها در محل¬هاي ترموكوپل¬هاي قرار داده شده محاسبه شدند. دماهاي محاسبه شده سازگاري خوبي با دماهاي اندازه¬گيري شده، نشان دادند. محلول مورد استفاده به عنوان خوراك خشك¬كن، محلول مالتودكسترين 40% w/w بود. حساسيت مدل مورد استفاده به قطر اوليه قطره و فشار بخار قطره در سطح آن، بررسي شد و با در نظر گرفتن قطر اوليه¬ي قطره 23 µm و فشار بخار در سطح قطره 0/05 Psat، نتايج محاسباتي نزديك¬تري با اندازه¬گيري¬هاي تجربي حاصل شد. رفتارچسبندگي ذرات در داخل محفظه بررسي شد و نواحي كه ذرات خاصيت چسبناك داشتند، تعيين شدند. تأثير دبي خوراك بر روي موقعيت مكاني اين ناحيه در محاسبات بررسي شد و نشان داده شد كه در سرعت چرخش ثابت اتمايزر، با افزايش دبي مايع از 1 kg.h-1 به 1/5 kg.h-1، مكان اين ناحيه %45 بيشتر به سمت ديواره¬ي محفظه جابجا شده است و امكان چسبيدن ذرات به ديواره بيشتر مي¬شود. در انتها، تاثير سرعت چرخش اتمايزر و شكل هندسي پره¬هاي اتمايزر بر مكان ناحيه-ي چسبناك بررسي شد. در دبي ثابت خوراك، با افزايش سرعت چرخش اتمايزر ازrpm 20000 به rpm25000، موقعيت مكاني اين ناحيه به اندازه¬ي %10 و با افزايش سرعت از 25000 rpm بهrpm 30000، به اندازه %15 بيشتر محل موضع چسبناك به سمت ديواره¬ي محفظه نزديك شد، كه در فرآيند نامطلوب ماست. هم¬چنين نتيجه شد، اگر پره¬هاي اتمايزر به گونه¬اي طراحي شوند كه درصدي از ذرات با زاويه (زاويه منفي نسبت به افق) از اتمايزر خارج شوند، مكان ناحيه¬ي چسبناك مي¬تواند به اندازه¬ي %30 بيشتر از ديواره¬ي محفظه فاصله بگيرد. واژه¬هاي كليدي: خشك¬كن پاششي، CFD، اتمايزر، انتقال شيشه¬اي، چسبندگي