شبیه‌سازی جریان عبوری از اریفیس در خطوط ورودی و خروجی ستون نفوذ حرارتی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی

اریفیس‌ها تجهیزاتی ساده بدون قطعات متحرک و الکترونیکی هستند که در صنایع غنی سازی می‌توان از آنها استفاده کرد که می‌توان اختلاف فشار بیشتری نسبت به شیرهای کنترل بر روی آن اعمال نمود و بسیار ارزان قیمت می‌باشند. هدف این تحقیق بررسی عبور جریان انواع گازهای مختلف از میان اریفیس‌ها و تعیین شرایط عملیاتی مناسب برای کاربرد کنترلی داخل خطوط ورودی و خروجی ستون نفوذ حرارتی می‌باشد. جهت پیش بینی رفتار گاز داخل اوریفیس از دینامیک سیالات محاسباتی و با استفاده از نرم‌افزار comsol استفاده شد. مدل سه بعدی اوریفیس به همراه جریان گاز تراکم‌پذیر جهت شبیه‌سازی مورد نظر به‌کار گرفته شد. جهت اعتبارسنجی مدل از معادلات موجود در این زمینه، سینقال و همکاران و هانلن و همکاران که بسیار پرکاربرد و معتبر بودند استفاده شد. نتایج در دو بخش جریان صوتی و جریان مادن صوت ارائه گردید. در جریان صوتی نشان داده شده است که در گلویی دما و سرعت به شدت بالا و فشار افت پیدا می‌کند. در جریان مادون صوت نیز نشان داده شد که در گلویی سرعت بالا می رود و متناسب با آن فشار افت می‌کند. نتایج دوبخش صوتی و مادون نشان دادند که مدل سه بعدی در نظر گرفته شده دارای دقت بالایی بوده و به خوبی رفتار واقعی اریفیس را پیش‌بینی می‌کند.

CFD Simulation of Flow Through the Orifice at the Inlet and Outlet Lines of the Thermal Diffusion Column

Orifices are simple devices without moving and electronic components that can be used in the enrichment industry and can be applied with a higherpressure difference than control valves and it is very lowpriced. The main goal of this research is the examination of different gas flow through an orifice and the determination of optimum conditions for the control application inside the inlet and outlet lines of the thermal diffusion column. Computational fluid dynamics was utilized to predict the behavior of gas flow through an orifice using COMSOL software. The threedimensional orifice model with the compressible gas flow was applied in our model. To validate the model, the reliable and common correlations in this field, e.g., Singhal et al. and O’Hanlon were used. The results were presented in two sections: supersonic and subsonic flow. The result shows that in the supersonic flow, the temperature and velocity in the throat decrease sharply and the pressure drops. Also, in the subsonic flow at the throat, velocity increases, and accordingly pressure decreases. The results of the simulation of the supersonic and subsonic flow showed that the threedimensional model can accurately predict the behavior of orifices.