شبیه سازی و بررسی تأثیر دو دهانه ورودی و تغییرات دبی بر عملکرد هیدروسیکلون با استفاده ازCFD

هیدروسیکلون ها به عنوان یکی از مهمترین تجهیزات در فرایند جداسازی و تصفیه، در صنایع مختلف به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند. هیدروسیکلون های متداول دارای یک دهانه ورودی بوده و بنابراین جریان چرخشی در داخل آنها متقارن نمی باشد. لذا ضروری است عملکرد هیدروسیکلون در حالت وجود دو دهانه ورودی نیز بررسی گردد. در این پژوهش با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی(CFD)به شبیه سازی هیدروسیکلون های جدا کننده ذرات شن از آب، با یک و دو دهانه ورودی پرداخته شده و برای حل معادلات حاکم نرم افزارFluent 6.3به کار رفته است. تقارن جریان و پارامترهای عملکردی مختلف از جمله راندمان، حد برش، افت فشار و سرعت مماسی برای هر دو نوع هیدروسیکلون مذکور، بررسی و مقایسه گردیده است. همچنین تأثیر تغییرات دبی بر عملکرد آنها مطالعه شده و نمودار افت فشار بر حسب دبی در هر دو حالت بدست آمده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که وجود دو دهانه ورودی، راندمان را به طور میانگین 5% افزایش داده و حد برش را کاهش می دهد. همچنین در مقادیر پارامترهای جریان از جمله سرعت مماسی، تغییر زیادی ایجاد نشده اما تقارن جریان به میزان قابل ملاحظه ای بهبود می یابد. افزایش دبی نیز به دلیل افزایش سرعت مماسی و نیروی گریز از مرکز، باعث افزایش راندمان شده اما افت فشار بالایی نیز به سیستم تحمیل خواهد کرد به طوری که 2 برابر کردن دبی، افت فشار را تقریباً 5 برابر افزایش می دهد. همچنین مقایسه نمودار افت فشار برای دو نوع هیدروسیکلون مذکور نشان می دهد که افت فشار در هیدروسیکلون با دو دهانه ورودی کمی بیشتر از هیدروسیکلون با یک دهانه است.انطباق نتایج تجربی و عددی، نشان دهنده اعتبار روش عددی به کار رفته و نتایج حاصل از شبیه سازی، می باشد.

کلیدواژه ها:

هیدروسیکلون ، شبیه سازی ، دو دهانه ، راندمان ، حد برش ، افت فشار