اثر مدل های آشفتگی در شبیه سازی عددی جداکننده دو مرحله ای گریز از مرکز

جداکننده های دو مرحله ای گریز از مرکز، جدیدترین نسل جداکننده های ثقلی مورد استفاده در پرعیارسازی و جدایش مواد معدنی هستند. روش های پرعیارسازی ثقلی روش هایی هستند که به وسیله آنها می توان مخلوطی از ذرات با ابعاد، شکل و جرم مخصوص مختلف را به کمک نیروی ثقل، نیروی گریز از مرکز و دیگر نیروها به کمک جریان سیال به خصوص آب (یا هوا) از یکدیگر جدا ساخت. جریان داخل این جداکننده ها همواره آشفته است. در شبیه سازی های عددی، انتخاب مدل آشفتگی مناسب از جنبه های مهم و کلیدی برای پیش بینی دقیق الگوی جریان سیال است. هدف از این مقاله یافتن مدل آشفتگی مناسب برای پیش بینی های هیدرودینامیکی در جداکننده دو مرحله ای گریز از مرکز به روش دینامیک سیالات محاسباتی است. بدین منظور شبیه سازی سه فازی جداکننده دو مرحله ای گریز از مرکز با استفاده از مدل های k-e، RNG k-e و RSM انجام شده است. ارزیابی اثر مدل آشفتگی بر میدان جریان با توجه به الگوی هسته هوا، توزیع سرعت و توزیع ذرات جامد بین جریان های مختلف جداکننده انجام شده است. در پایان نتایج حاصل از شبیه سازی CFD دستگاه با قطر ۷۰میلی متر با داده های آزمایشگاهی و تجربی اعتبارسنجی شد. درصد اختلاف نتایج شبیه سازی با استفاده از مدل آشفتگی RSM با نتایج تجربی در مورد بازیابی حجمی سیال و قطر هسته هوا در مراحل اول و دوم به ترتیب ۴/۷۳%،۴/۳% و ۵/۲% بود. نتایج حاصل از شبیه سازی با مدل های آشفتگی k-e، RNG k-e انطباق خوبی با نتایج تجربی نداشت.

کلیدواژه ها:

Two-Stage Centrifugal Separator ، Turbulence Model ، Air Core ، Computational Fluid Dynamics (CFD) ، جداکننده دو مرحله ای گریز از مرکز ، مدل آشفتگی ، هسته هوا ، دینامیک سیالات محاسباتی