انتخاب زاویه شیب بدنه و تحریک آکوستیک بهینه موثر در عملکرد جداکننده هیدروسیکلونی ذرات بر اساس الگوریتم ژنتیک

Abstract

در هسته مرکزی هیدروسیکلون‌های معمول، جریان ثانویه در جهت عکس جریان اولیه‌ که مجاور دیواره فعالیت می‌کند گردش دارد و باعث ایجاد چاه فشار در محور مرکزی هیدروسیکلون می‌شود. این چاه فشار موجب کشیده شدن ذرات به هسته مرکزی و فرار ذرات سبک‌تر از مقطع بالایی هیدروسیکلون می‌شود. لذا در این پژوهش با افزودن چشمه صوت در هسته مرکزی هیدروسیکلون، عملکرد یک هیدروسیکلون آکوستیک در جداسازی ذرات بررسی می‌شود. سپس اثر زاویه شیب بدنه سیکلون با افق بر عملکرد هیدروسیکلون تعیین می‌گردد. به این منظور ابتدا مدل مناسب تحلیل جریان دو فازی و مدل مناسب جهت شبیه‌سازی آشفتگی، جریان سیال به صورت عددی تحلیل و نتایج با داده‌های آزمایشگاهی صحه‌گذاری می‌شود. حل عددی قدرت بهینه و فرکانس لازم برای تحریک آکوستیک را تعیین می‌کند و نشان می‌دهد در زوایای شیب مختلف چه قطری از ذرات با چه سرعتی بهتر جدا می‌شوند. همچنین در این پژوهش قطر و سرعت پاشش ذرات که در آن به‌کارگیری چشمه صوت، بیشترین تاثیر را بر افزایش بازده جداسازی ذرات دارد معرفی می‌شود. در انتها با اعمال الگوریتم ژنتیک با تابع دو هدفه، از میان تمام حالت‌های موجود، مدلی که از نظر بیشترین بازده جمع‌آوری ذرات و کمترین افت فشار بهینه‌ است، معرفی می‌گردد.