بررسی و شبیه سازی عددی سیکلون گاز- جامد جهت مهار آلودگی هاو پساب ها وپسماندهای صنعتی خطوط لوله گاز طبیعی با استفاده از CFD

با توجه به اهمیت موضوع پژوهش، بررسی و شناخت رفتار این نوع از پساب ها وپسماندهای صنعتی مانند ذرات جامد در راستای بررسی عملکرد تجهیزات مکانیکی مانند سیکلون ، همواره مورد توجه پژوهشگران بوده است.در این مقاله شبیه سازی CFD سیکلونهای با قطرهای مختلف جهت جداسازی پودرسیاه وپسماندهای صنعتی از گاز طبیعی صورت گرفته است.همچنین به نحوه جمع آوری ودفع این پساب ها وپسماندها درصنایع نفت وانرژی می پردازیم. در این تحقیق هندسه سیکلون گاز – جامد به صورت سه بعدی توسط نرم افزار Gambit ترسیم شد و مسیر جریان گاز همراه با ذرات جامد در داخل سیکلون توسط نرم افزار Fluent شبیه سازی شد. با بررسی نتایج بدست آمده ازشبیه سازی مشخص شد که شکل وهندسه سیکلون و همچنین سرعت جریان گاز ورودی و اندازه ذرات جامد بر بازده جداسازی و افت فشار درسیکلون تاثیر بسزایی دارد. پودر سیاه ( ذرات جامد ) وپسماندها و گاز طبیعی در آزمایشگاه نفت و گاز گچساران موردآزمایش وآنالیزقرار گرفت . معادلات گاز پیوسته با استفاده از روش حجم محدود ،گسسته سازی شده و برای ارتباط بین معادلات پیوستگی و مومنتوم از الگوریتم SIMPLE ارائه شده توسط پاتانکار استفاده شد. همچنین از مدل kє-RNG برای شبیه سازی جریان آشفته استفاده شده است .از مقایسه نتایج شبیه سازی با نتایج آزمایشگاهی گزارش شده، تطابق خوبی مشاهده گردید. در بررسی سیکلونهای شبیه سازی شده معلوم گردید که سیکلون با قطر D=205mm بهترین راندمان با کمترین افت فشار را در جداسازی ذرات جامد وپسماندهای صنعتی از گاز طبیعی دارا می باشد و گزینه مناسبی جهت استفاده در ایستگاههای تقویت فشار گاز شهری به عنوان پیش فیلتر می باشد.

کلیدواژه ها:

دینامیک سیالات محاسباتی ( CFD ) ، سیکلون ، بازده جداسازی ، پسماند های صنعتی ، گاز طبیعی ، افت فشار ، آلودگی هوا