شبیه‌سازی عددی جریان‌ گل‌آلود سه‌بعدی حاوی دو ذره در یک کانال آزمایشگاهی در حضور مانع

Abstract

در این پژوهش انتشار جریان چگال پیوسته سه بعدی حاوی دو نوع ذره در برخورد با مانع به روش گردابه های بزرگ و با استفاده از کد اپن فوم، بهصورت عددی مدل سازی شده است. از روش اویلری-اویلری استفاده شده است و برای هر نوع ذره یک معادله غلظت، که دارای پارامتر سقوط ذرات است، حل میشود. به منظور بررسی اثر مانع بر روی رفتار جریان و رسوب‌گذاری، مسئله برای کانال با مانع و بدون مانع حل شده است. جریان برای ذرات با سه قطر متفاوت، 12، 20 و 30 میکرون شبیه سازی شده است. اثر غلظت ورودی ذرات نیز با تغییر غلظت ورودی به صورت 6/0 و 3/0 مورد مطالعه قرار گرفته است. شکل کلی پروفیل سرعت در حالتی که مانع حضور دارد مشابه حالت بدون مانع است. نتایج نشان می‌دهند که در شرایط ورودی مشابه، قبل از مانع تغییر چندانی در پروفیل سرعت جریان در حالت با مانع و بدون مانع ایجاد نمی‌شود، ولی حضور مانع سرعت ماکزیمم جریان را 10% کاهش می دهد. همچنین بار ذرات معلق نیز در عرض کانال برروی مانع کاهش می‌یابد. در حالت شبه پایدار نهایی، غلظت ماکزیمم (بعد از مانع) 3/%15 نسبت به حالت بدون مانع کاهش یافته است. با افزایش قطر ذرات تا 20 و 30 میکرون، ماکزیمم غلظت به ترتیب 5/12% و 3/22% افزایش می‌یابد. بار ذرات معلق نیز برای ذرات با قطر 20 و 30 میکرون به ترتیب 21% و 68% کاهش می‌یابد. تغییر غلظت ورودی در حالت ذره با قطر کمتر، موجب افزایش بار ذرات معلق شده است.