شبیه سازی عددی و مقایسه چهار مدل مختلف راکتور UVC-LED برای ضدعفونی آب در محل مصرف با روش دینامیک سیالات محاسباتی

کیفیت آب آشامیدنی و ایمنی آن از عوامل حیاتی سلامت عمومی محسوب می شوند و مصرف آب آلوده یکی از عوامل اصلی انتقال بیماری های میکروبی است. روش های موثر و قابل اعتماد ضدعفونی آب در محل مصرف، به ویژه در مقیاس خانگی، نقش مهمی در کاهش بیماری ها دارند. این پژوهش باهدف طراحی و مقایسه عملکرد چهار مدل مختلف راکتور UVC-LED برای ضدعفونی آب در محل مصرف انجام شد. در راستای این هدف، از روش دینامیک سیالات محاسباتی برای شبیه سازی جامع میدان جریان، انتقال جرم و میدان تابش درون راکتورها بهره گرفته شد تا توزیع تابش و نحوه برخورد آن با جریان عبوری از راکتور به دقت بررسی شود. در طراحی هندسی راکتورها، تاثیر جنس دیواره داخلی با در نظر گرفتن دو ماده مختلف شامل تفلون با خاصیت بازتاب پخش شده و آلومینیوم با خاصیت بازتاب آینه ای، به منظور ارزیابی اثر انعکاس نور بر کارایی فرایند ضدعفونی بررسی شد. نتایج حاصل از شبیه سازی ها نشان داد که بیشترین کاهش لگاریتمی جمعیت باکتری اشرشیاکلی و بالاترین میزان کارایی فرایند، مربوط به راکتور نوع ۴ با دیواره آلومینیومی است (مقدار کاهش لگاریتمی log=۱.۶۴ و کارایی حذف میکروبی برابر با ۶/۳۰ درصد). بررسی ها حاکی از آن است که جنس دیواره و هندسه راکتور دو عامل کلیدی در توزیع یکنواخت تابش در سراسر حجم جریان و درنتیجه افزایش اثربخشی ضدعفونی هستند. یافته های این پژوهش می توانند به عنوان راهنمایی علمی و عملی برای طراحی بهینه راکتورهای ضدعفونی مبتنی بر UVC-LED در مقیاس خانگی و محل مصرف استفاده شوند.

کلیدواژه ها:

راکتور ، LED فرابنفش ، ضدعفونی آب ، دینامیک سیالات محاسباتی ، محل مصرف