بررسی شبیه سازی عددی جریان سیال در سیکلون گاز-جامد جهت جلوگیری از آلودگی هوا و محیط زیست

با توجه به اهمیت موضوع پژوهش، و مهار آلودگی، بررسی عملکرد تجهیزات مکانیکی مانند سیکلون همواره مورد توجه پژوهشگران بوده است. در این مقاله شبیه سازی CFD جریان دوفازی و آشفته در سیکلون های با قطرهای مختلف جهت جداسازی پودر سیاه از گاز طبیعی صورت گرفته است. 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 به صورت دوفازی از دیدگاه مخلوطی و اولرین-اولرین در داخل سیکلون توسط نرم افزار Fluent شبیه سازی شد. ذرات جامد و گاز طبیعی در آزمایشگاه نفت و گاز گچساران مورد آزمایش و آنالیز قرار گرفت. معادلات گاز پیوسته با استفاده از روش حجم محدود ، گسسته سازی شده و برای ارتباط بین معادلات پیوستگی و مومنتوم از الگوریتم SIMPLE استفاده شد. همچنین از مدل آشفتگی Kϵ-RNG برای شبیه ساز جریان آشفته استفاده شده است. از مقایسه نتایج شبیه سازی با نتایج آزمایشگاهی گزارش شده، تطابق خوبی مشاهده گردید. در بررسی سیکلون های شبیه سازی شده معلوم گردید که سیکلون با قطر D=205mm و مدل اغتشاش kϵ-RNG بهترین راندمان با کمترین افت فشار را در جداسازی ذرات جامد از گاز طبیعی دارا می باشد و گزینه مناسبی جهت استفاده در ایستگاه های تقویت فشار گاز شهری به عنوان پیش فیلتر می باشد.

کلیدواژه ها:

دینامیک سیالات محاسباتی ، سیکلون ، بازده جداسازی ، جریان دوفازی ، افت فشار ، آلودگی هوا