مطالعه عددی و آزمایشگاهی جریان قطره‌ای در دمیسترهای شبکه سیمی فلزی و پلاستیکی

Abstract

در مطالعه حاضر با استفاده از روش‌های عددی و آزمایشگاهی به بررسی اُفت فشار و بازده جداسازی دمیسترهای شبکه سیمی در یک سیستم آب- هوا پرداخته شده است. با استفاده از مدل آزمایشگاهی طراحی و ساخته‌شده، پارامترهایی نظیر سرعت هوا، چگالی فشردگی و قطر سیم شبکه در دمیسترهایی از جنس فلزی و پلاستیکی مورد مطالعه قرار گرفته است. شبیه‌سازی عددی به‌صورت دوبعدی و حالت گذرا با استفاده از مدل آشفتگی کی- اپسیلون در نرم‌افزار انسیس فلوئنت انجام و با نتایج آزمایشگاهی اعتبارسنجی شد. همچنین از مدل فاز گسسته با دیدگاه اویلری- لاگرانژی برای شبیه‌سازی مسیر حرکت قطرات آب در قطرهای ۰/۲ و ۰/۰۵میلی‌متر استفاده شد. نتایج شبیه‌سازی عددی در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی از دقت قابل قبولی برخوردار است. حلگر عددی، بازده جداسازی را با خطای حدود ۲۰% و اُفت فشار را با خطایی کمتر از ۲۰%، نسبت به داده‌های آزمایشگاهی پیش‌بینی می‌کند. نتایج شبیه‌سازی عددی نشان می‌دهد افزایش قطر قطرات آب در سرعت‌های بالاتر و چگالی‌های فشردگی بیشتر، موثرتر بوده و موجب افزایش بازده جداسازی تا حدود ۳۶% می‌شود. همچنین افزایش چگالی فشردگی برای قطراتی با قطر ۰/۲میلی‌متر باعث افزایش بازده جداسازی و برای قطراتی با قطر ۰/۰۵میلی‌متر موجب کاهش بازده جداسازی می‌شود. نتایج نشان می‌دهند که بازده جداسازی دمیستر پلاستیکی بیشتر از دمیستر فلزی است و در چگالی‌های فشردگی پایین‌تر، استفاده از آن توصیه می‌شود.