شبیه سازی مستقیم عددی هدایت هدفمند ذرات جاذب کروی درون میدان آلودگی آشفته همسانگرد همگن

پژوهش حاضر با هدف بهبود کارایی جداسازهای الکترواستاتیکی در حذف آلاینده های گازی، به کنترل هدفمند موقعیت ذرات جاذب متخلخل درون یک میدان آلودگی آشفته می پردازد. برای انجام این کار، میدان الکتریکی در جداساز با روش کنترل مد لغزشی تنظیم می شود تا هدایت ذرات جاذب کروی که به روش شارژ میدانی باردار شده اند، در میدان آلودگی آشفته حاصل شود. برهم کنش های الکتریکی میان ذرات با پیاده سازی روش لیست-پیوندی که منجر به کاهش هزینه محاسباتی می شود، محاسبه می گردد. برای شبیه سازی دینامیک ذرات، از معادله مکسی-رایلی استفاده می شود. در کنار شبیه سازی انتقال همرفت میدان آلودگی آشفته، فرآیندهای جذب خارجی و جذب داخلی آلاینده های گازی توسط ذرات جاذب متخلخل با به کارگیری ایزوترم جذب فروندلیش انجام می شود. جفت شدگی حلگر شبیه سازی مستقیم عددی با روش کنترل پیشنهادی، همراه با حل دینامیک ذرات و شبیه سازی کامل فرآیند انتقال جرم مسئله را از دیدگاه نظریه کنترل پیچیده می کند. مقاوم بودن روش کنترل پیشنهادی منجر به غلبه بر نامعینی های موجود در شبیه سازی ناشی از آشفتگی سیال، نیروهای دافعه الکتریکی بین ذرات و همچنین متغیر بودن جرم ذرات جاذب می شود. از این رو، هدایت تعداد زیادی از ذرات جاذب به مکان هایی با غلظت آلودگی بیشتر امکان پذیر می شود و با افزایش زمان قرارگیری ذرات جاذب در معرض آلودگی، بهبود اثربخشی روش های پاکسازی را به همراه می آورد.

کلیدواژه ها:

شبیه سازی مستقیم عددی ، انتقال جرم ، روش کنترل مد لغزشی ، پاکسازی هوا