مدل‌سازی عددی جریان در خشک‌کن پاششی دو جداره نیمه صنعتی و تعیین الگوی ‏انتقال حرارت در دیواره به روش دینامیک سیال محاسباتی

مدل‌سازی عددی جریان سیال درون خشک‌کن پاششی دو جداره به صورت تقارن محوری با استفاده از روش دینامیک سیال ‏محاسباتی انجام و جهت مدل‌سازی جریان آشفته، از مدل ‏k-?‏ استاندارد استفاده شده‌ است. در این راستا، الگوی جریان هوا ‏و تغییرات دمای درون محفظه خشک‌‌کن و در جداره جریان هوای خنک‌ آن بررسی و عایق‌ مناسب نیز جهت سقف محفظه ‏خشک‌کن‌ انتخاب شد. برای بررسی میزان قابلیت اعتماد و صحت نتایج حاصل از شبیه‌سازی، در آزمایشگاه در ارتفاع‌های ‏مختلف برج خشک‌کن و در فواصل مختلف شعاعی، تغییرات سرعت با سرعت‌سنج سیم داغ و تغییرات دما با حسگرهای نصب ‏شده در خشک‌کن، اندازه‌گیری و با مقادیر حاصل از مدل‌سازی مقایسه شد. بر اساس نتایج حاصل از مدل‌سازی عددی، الگوی ‏جریان هوا شامل یک هسته مرکزی پر سرعت است که به سمت پایین محفظه‌ خشک‌کن گسترش می‌یابد. در اطراف هسته ‏مرکزی گردابه‌هایی ایجاد می‌شود که باعث برگشت ذرات به طرف بالای برج خشک‌کن خواهد شد. دما در اطراف هسته ‏مرکزی بیشتر است و با دور شدن از این هسته شروع به کاهش می‌کند و این روند تا ناحیه نزدیک دیواره ادامه می‌یابد. ‏خطوط جریان در جداره خنک‌کننده، نشان دهنده‌ حرکت هموار لایه‌های جریان هوا در طول مسیر است. تغییرات سرعت در ‏راستای محوری درون جداره خنک‌کننده بسیار ناچیز است و بیشترین مقدار‌ سرعت در خط مرزی وسط جداره وجود دارد. در ‏جداره خنک‌کننده در محل اتصال قسمت استوانه‌ای به قسمت مخروطی، اغتشاش اندکی وجود دارد که باعث تغییر مسیر ‏جریان به سمت لایه بیرونی جداره خنک‌کننده می‌شود. با در نظر گرفتن درصد کاهش اتلاف حرارتی، نسبت رسانش گرمایی ‏به ضخامت عایق (‏k/l‏) محاسبه و بر اساس مقدار آن، جنس و ضخامت عایق انتخاب شد.‏