مدل سازی ریاضی و شبیه سازی تاثیر انتقال جرم و حرارت بر راندمان جداسازی ذرات جامد در شوینده های ونتوری

در این مطالعه تاثیر انتقال جرم و حرارت ناشی از تفاوت دمای گاز ورودی و سیال تزریقی و میزان رطوبت اولیه گاز بر راندمان جداسازی ذرات جامد آلایند توسط یک شونده ونتوری مورد مدل سازی ریاضی و شبیه سازی قرار گرفته است . بدین منظور معادلات حاکم بر عملکرد این سیستم شامل معادله اصلی تغییرات غلظت جزء آلاینده همراه گاز ، و سایر معدلات لازم شامل معدله تغییرات دمای گاز ، دمای قطرات ، سرعت قطرات ، رطوبت گاز و اندازه قطرات تبیین و با استفاده از روش های عددی حل گردیده است . نتایج مدل با مقادیر اندازه گیری شده مربوط به عملکرد یک شوینده ونتوری مورد استفاده در صنعت سیمان مقایسه گردید و تطابق قابل قبولی در پیش بینی های مدل و این اندازه گیری ها مشاهده گردید نتایج این بررسی نشان می دهد وجود اختلاف دما بین گاز ورودی و آب تزریقی در گلوگاه تا حدود زیادی راندمان جداسازی ذرات را کاهش می دهد که دلیل اصلی آن کاهش سرعت نسبی بین قطرات و گاز ناشی از سرمایش ناشی از تبخیر (cooling effect of evaporation) می باشد. این موضوع باعث کاهش راندمان جداسازی یک قطره (Target Efficiency) گردیده و بطور کلی راندمان جداسازی شوینده را کاهش می دهد . همچنین مشخص گردید بسته به مقدار رطوبت ورودی امکان رشد یا تبخیر قطرات وجود داشته و این عامل نیز تاثیر قابل توجهی بر رانندمان هدف یک قطره و راندمان کلی سیستم دارد . تأثیر پارامترهای عملیاتی شامل دمای گاز ورودی ، رطوبت آن و اندازه قطرات آب بر میزان جداسازی و تغییرات اندازه قطرات مورد بررسی قرار گرفته است . با توجه به نتایج این بررسی لزوم استفاده از برج های خنک کننده گاز قبل از ورود آن به شوینده ونتوری جهت حصول راندمان مطلوب جداسازی مورد تایید قرار گرفت.

کلیدواژه ها:

شوینده ونتوری ، رشد قطرات ، تبخیر قطرات ، مدل سازی