• 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