شبیه سازی عددی جریان آشفته دوفازی در یک هیدروسیکلون و ارزیابی عملکرد در شرایط مختلف

طبقه بندی ذرات بر اساس اندازه با استفاده از هیدروسیکلون ها یک گام اساسی در صنایع مختلف است. هیدروسیکلون یکی از روش های فیزیکی حذف ذرات معدنی معلق و مشهود سیال می باشد. در این پژوهش، شبیه سازی محاسباتی جریان دوفازی (جامد-مایع) یک هیدروسیکلون معدنی با روش عددی دینامیک سیالات محاسباتی به منظور بررسی عملکرد جریان در سیستم، رفتار ذرات، افت فشار و مقایسه دو مدل آشفتگی انجام گرفت. برای مدل سازی جریان آشفته از مدل توربولنسی K-ε RNG و از مدل اویلری_اویلری برای ارزیابی رفتار فاز پراکنده (مسیر حرکت ذرات جامد) استفاده گردید. نتایج تحقیق حاضر حاکی از آن است که دو فاز پیوسته و پراکنده مکمل یکدیگر می باشند و با بررسی کسر حجمی آنان و میزان توزیع ذرات عملکرد جداسازی هیدروسیکلون میسر می شود. جریان های شعاعی از طریق اختلاف فشار بین دیواره و ناحیه ی مرکزی سیستم، ایجاد خواهند شد که با افزایش ارتفاع این اختلاف نیز زیاد می شود. نیروی گریز از مرکز هیدروسیکلون از طریق سرعت مماسی فاز پیوسته تشکیل می شود. در این پژوهش، افزایش دبی مخلوط دوفازی با افزایش افت فشار مواجه خواهد شد؛ افزایش ۱۸ و ۴۲ درصدی و کاهش ۴۰ درصدی دبی به ترتیب سبب افزایش ۳۷ درصدی، دو برابر و کاهش ۹۰ درصدی افت فشار خواهد شد. کاهش ۴۲/۲ درصدی افت فشار در مدل توربولنسی RSM نسبت به مدل K-ε RNG از دیگر نتایج این پژوهش در بررسی افت فشار هیدروسیکلون می باشد.

کلیدواژه ها:

هیدروسیکلون ، جریان متلاطم ، مدل K-ε RNG ، افت فشار ، مدل اویلری_اویلری