انتخاب زاویه شیب بدنه و تحریک آکوستیک بهینه موثر در عملکرد جداکننده هیدروسیکلونی ذرات بر اساس الگوریتم ژنتیک

در هسته مرکزی هیدروسیکلون های معمول، جریان ثانویه در جهت عکس جریان اولیه که مجاور دیواره فعالیت می کند گردش دارد و باعث ایجاد چاه فشار در محور مرکزی هیدروسیکلون می شود. این چاه فشار موجب کشیده شدن ذرات به هسته مرکزی و فرار ذرات سبک تر از مقطع بالایی هیدروسیکلون می شود. لذا در این پژوهش با افزودن چشمه صوت در هسته مرکزی هیدروسیکلون، عملکرد یک هیدروسیکلون آکوستیک در جداسازی ذرات بررسی می شود. سپس اثر زاویه شیب بدنه سیکلون با افق بر عملکرد هیدروسیکلون تعیین می گردد. به این منظور ابتدا مدل مناسب تحلیل جریان دو فازی و مدل مناسب جهت شبیه سازی آشفتگی، جریان سیال به صورت عددی تحلیل و نتایج با داده های آزمایشگاهی صحه گذاری می شود. حل عددی قدرت بهینه و فرکانس لازم برای تحریک آکوستیک را تعیین می کند و نشان می دهد در زوایای شیب مختلف چه قطری از ذرات با چه سرعتی بهتر جدا می شوند. همچنین در این پژوهش قطر و سرعت پاشش ذرات که در آن به کارگیری چشمه صوت، بیشترین تاثیر را بر افزایش بازده جداسازی ذرات دارد معرفی می شود. در انتها با اعمال الگوریتم ژنتیک با تابع دو هدفه، از میان تمام حالت های موجود، مدلی که از نظر بیشترین بازده جمع آوری ذرات و کمترین افت فشار بهینه است، معرفی می گردد.

کلیدواژه ها:

Hydro cyclone ، Sound source ، Particle diameter ، Separation ، Optimization ، هیدروسیکلون ، چشمه صوت ، قطر ذرات ، جداسازی ، بهینه سازی