استفاده از روش شبکه بولتزمن برای بررسی اثر چیدمان فیبرها در فیلتر بر بازده و افت فشار فیلتر

امروزه، آلودگی هوا و حضور ذرات معلق در هوا یکی از مشکلات زیست محیطی مورد بحث است. علاوه بر ایروسل های طبیعی، تولید این ذرات به دست بشر در طی فرآیندهای صنعتی نیز بر لزوم استفاده از سیستم های تمیز کننده هوا جهت ایجاد محیطی سالم برای تنفس انسان تاکید می کند. فیلترهای فیبری از جمله رایج ترین این سیستم ها هستند. در این مقاله فرض شده است که فیلتر از فیبرهای با مقطع دایره که به صورت موازی با هم و عمود بر جهت جریان قرار گرفته اند، تشکیل شده است و به صورت دوبعدی مدلشدهاند. تاثیر نحوه چیدمان فیبرها در محیط فیلتر بر عملکرد فیلتر (افت فشار و بازده جمع آوری ذرات ) بررسی شده است. سه آرایش موازی، جابجاشده و تصادفی برای مدل ساده شده فیلتر فیبری با کسر حجمی جامد متفاوت بررسی و تحلیل شده است. از آنجایی که روش شبکه بولتزمن در شبیه سازی هندسه های پیچیده بسیار تواناست، جریان سیال درون محیط فیلتر فیبری با استفاده از روش شبکه بولتزمن انجام شده است. بررسی حرکت ذرات از دیدگاه لاگرانژی و با حل معادله حرکت ذره به صورت عددی صورت گرفتهاست. نتایج حاصله با مراجع موجود مقایسه شده و مورد بحث قرار گرفته است. مشاهده می شود که استفاده از آرایش رندم بهتر از دو آرایش دیگر با روابط ارائه شده در مراجع هماهنگی دارد. علاوه بربررسی آرایش فیبرها سایر پارامترهای موثر بر عملکرد فیلتر نیز مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.

کلیدواژه ها:

فیلترهای فیبری هوا ، ایروسل ، روش شبکه بولتزمن ، دیدگاه لاگرانژی ، عملکرد فیلتر