شبیه‌سازی فرآیند انحلال ذرات جامد در میدان برشی با استفاده از ترکیب روش شبکه بولتزمن- نمایه‌هموار غلظتی
چکیده
در مطالعه حاضر ترکیب روش شبکه بولتزمن با روش نمایه‌هموار غلظتی برای شبیه‌سازی انحلال ذرات جامد دایره‌ای بین صفحات موازی که خلاف جهت همدیگر در حرکت هستند به کار برده شد. شبیه‌سازی هیدرودینامیکی سیال بر پایه روش شبکه بولتزمن تک‌زمانه انجام گرفت و از معادله جابجایی- نفوذ برای تعیین غلظت جسم حل‌شده درون فاز مایع استفاده شد. علاوه بر این روش نمایه‌هموار برای محاسبه شرط مرزی عدم لغزش در سطح تماس ذره- سیال و همچنین نیروهای غلظتی به کار برده شد. برای ارزیابی دقت مدل ارایه شده، نتایج شبیه‌سازی با داده‌های تجربی موجود در منابع مورد مقایسه قرار گرفت. اختلاف بین نتایج حاصل از شبیه‌سازی و داده‌های تجربی برای عدد شروود در عدد پکلت متفاوت کمتر از ۲% بود. نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهد که کمترین زمان انحلال در سیستم‌های با درصد حجمی‌های متفاوت مربوط به سیستمی با کمترین درصد حجمی است. با افزایش درصد حجمی درون سیستم، نیرومحرکه انتقال جرم درون سیستم کاهش می‌یابد. نتایج شبیه‌سازی نشان داد که با افزایش عدد رینولدز از ۰/۰۵ تا ۰/۳۸، زمان مورد نیاز برای رسیدن کسر حجمی نرمالیزه شده به ۵% مقدار اولیه از۰/۳۶ثانیه به ۰/۱۷ثانیه کاهش یافت. همچنین با افزایش عدد پکلت از ۵/۵ تا ۱۱۵، عدد شروود از۱/۷۴ تا۴/۰۶ افزایش یافت. علاوه بر این افزایش عدد اشمیت در سیستم منجر به کندتر شدن زمان انحلال می‌شود. سرانجام رفتار سیستم‌های با توزیع متفاوت اندازه ذرات در ورودی بررسی شد.
کلید واژگان
انحلالذرات
غلظت
نرخ برشی
روش نمایه‌هموار
شماره نشریه
3تاریخ نشر
2020-02-011398-11-12
ناشر
دانشگاه تربیت مدرسسازمان پدید آورنده
گروه مهندسی شیمی، دانشگاه شهید باهنر، کرمان، ایرانگروه مهندسی شیمی، دانشگاه شهید باهنر، کرمان، ایران
گروه مهندسی نفت، دانشگاه شهید باهنر، کرمان، ایران
گروه مهندسی انرژی‌های تجدیدپذیر و تبدیل انرژی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران
شاپا
1027-59402476-6909
