مطالعه تجربی و عددی غبارگیر با کانال های مارپیچی در جداسازی پودر سیاه خطوط انتقال گاز

Abstract

در این مقاله جداسازی ذرات پودر سیاه از جریان هوا با استفاده از یک جداساز چندکاناله مارپیچی به صورت آزمایشگاهی مطالعه شده است و با استفاده از شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی، راندمان و افت فشار دستگاه در شرایط عملیاتی مختلف مورد بررسی قرارگرفته است. ذرات پودر سیاه از نمونه پودرهای ایستگاه تقویت فشار ساوه تهیه شده است که میانگین اندازه ذرات آن پس از انجام آزمون DLS و پردازش تصاویر SEM ، μm ۰.۳۲۷ مشخص گردید. شبیهسازی CFD جداساز چندکاناله مارپیچی برای جریان هوا پودرسیاه با نرمافزار فلوئنت انجام شده است. برای شبیهسازی اغتشاشات، از مدل اغتشاشی RNG k-ε که هم از لحاظ دقت و هم از لحاظ سرعت مناسب است، استفاده شده است. اختلاف بین نتایج آزمایشگاهی و شبیهسازی برای بازده و پارامتر افت فشار به ترتیب ۱۶ درصد و ۷.۱۵ درصد مشخص گردید. برای بررسی تأثیر شرایط عملیاتی، سیستم در دبیهای حجمی ورودی و کسرهای جرمی جامد ورودی مختلف مورد مطالعه قرار گرفت و نتایج نشان داد که این سیستم برای جداسازی ذرات پودر سیاه مذکور، راندمانی بالای ۸۰ درصد دارد و با افزایش دبی حجمی ورودی به میزان ۴۰ درصد، راندمان جداسازی دستگاه به میزان ۱۰ درصد افزایش مییابد. در صورتی که با افزایش ۵ برابری کسر جرمی مواد جامد راندمان تنها ۳ درصد افزایش دارد. همچنین، با افزایش دبی حجمی هوای ورودی از ۸۰ به ۱۴۰ متر مکعب بر ساعت، افت فشار جداساز حدود ۵۰ درصد افزایش داشته است.