شبیه‌سازی عددی و تحلیل عملکرد سامانه تمیزکننده پالس‌جت فیلتر گاز

در مطالعه حاضر، یک سامانه تمیزکننده فیلتر گاز با پالس جت معکوس به‌طور کامل مورد شبیه‌سازی عددی قرار گرفته است. به منظور ارزیابی پارامترهای جریان، مدل سه‌بعدی کامل از سامانه مخزن پرفشار نیتروژن تا ورودی فیلترها در مخزن کم‌فشار گاز تمیزشونده مورد مطالعه قرار گرفته و جریان در داخل فیلترها بررسی شده است. صحت‌سنجی نتایج با استفاده از نتایج آزمایشگاهی موجود انجام شده است. نتایج نشان می‌دهد که مستقل از نوع شیر، پس از باز شدن آنی، در زمان کمتر از 5/ 0 ثانیه، پالس تمیزکاری ایجاد شده و جریان پس از این زمان به شدت مضمحل می‌گردد. اگرچه به دلیل نسبت فشار زیاد سامانه، جریان تمیزکاری با سرعت قابل ملاحظه القاء می‌شود؛ اما در هیچ قسمت از مجموعه خفگی و شوک وجود نخواهد داشت. جریان جت خروجی از نازل‌های توزیع‌کننده باعث ایجاد یک ونتوری مجازی در ورود به فیلتر شده و با افت فشار استاتیکی موضعی، مکش القائی ایجاد شده جریان ورودی به فیلتر را تا دو برابر افزایش خواهد داد. توزیع جریان تمیزکاری در راستای طول فیلتر یکنواخت نبوده و با توجه به اختلاف در مقادیر افت فشار در مسیر جریان، در ناحیه ابتدایی قابل توجه است و به مرور کاهش می‌یابد. در نهایت، مطالعه پارامتری کاملی بر روی تاثیر فشار مخزن بر افت فشار دو سوی فیلتر انجام گرفته و نتایج حاکی از آن است نشان می‌دهد که بین فشار تانک و اختلاف فشار بین دو سمت جداره متخلخل فیلتر رابطه تقریباً خطی بر قرار است.

Numerical Investigation of a Pulse-Jet Filter Cleaning System Performance

In this study, numerical simulation of a pulsejet filter cleaning system is conducted and its performance is investigated under predefined conditions. In the first step, 3D simulation of the system from a high pressure tank to the filter inlet is performed and the output is used as the input of second step. In the second step, simulation is performed for filters with inlet mass flow rates calculated from the previous step. To validate the model, the results are compared to experimental data showing acceptable agreement. The results show that regardless of the valve type, the cleaning pulse generates after 0.5 s and suddenly decreases afterward. No shock or choking is observed in the system. Another interesting result is the induced flow, generated after the nozzles, which increases the filter inlet mass flow rate. In addition, the axial distribution of the filter outlet flow is not uniform, degrading from inlet to outlet. Finally, a complete parametric study is performed to investigate the effect of the tank pressure on the pressure difference in the filter which is an important index in the cleaning performance analysis.