مدل سازی سیکلون جداکننده‌ گاز-مایع و بهینه سازی پارامترهای هندسی تاثیرگذار

Abstract

در این مطالعه به بررسی عملکرد جداکننده‌ی گاز مایع استوانه‌ای و تأثیر تغییر پارامترهای هندسی ورودی سیکلون و شبیه‌سازی آن‌ها به روش دینامیک سیالات محاسباتی پرداخته شده است. پس از انتخاب شبکه‌بندی مناسب برای هندسه‌ی سیکلون، تأثیر تغییر پارامترهای هندسی ورودی بر مقدار حمل مایع از بالا و مقدار حمل گاز از پایین مطالعه گردید. پارامتر‌های هندسی به خصوص هندسه‌ی ورودی تأثیر به سزایی در بهبود عملکرد سیکلون دارند. در این طراحی، سطح مقطع ورودی، زاویه‌ی ورودی و ارتفاع ورودی از کف سیکلون به طور همزمان بهینه شدند. از مدل آر- اس- ام برای شبیه سازی جریان آشفته استفاده شده و جریان دوفازی نیز با استفاده از روش اویلر- اویلر مدل سازی شده است. مطابق این شبیه‌ سازی‌ها مقدار حمل گاز از زیر با کاهش زاویه‌ی ورودی کاهش می‌یابد و یک نقطه‌ی بهینه برای حمل گاز از زیر با تغییر ارتفاع ورودی و تغییر سطح مقطع ورودی سیکلون وجود دارد. همچنین یک نقطه‌ی بهینه برای حمل مایع از بالا با تغییر پارامترهای هندسی ورودی نظیر سطح مقطع ورودی و ارتفاع ورودی از کف سیکلون به دست می‌آید. افزایش زاویه‌ی ورودی باعث کاهش حمل مایع از بالا می‌گردد. در مدل بهینه مقدار حمل گاز از پایین کاهش یافته و حمل مایع از بالا به صفر می‌رسد.