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.