بررسی عددی و آزمایشگاهی تاثیر رژیم برخورد قطره با سطح بر عملکرد جداسازی قطره‌های آب از هوا در دمیستر زیگزاگی

در مطالعه حاضر، عملکرد دمیستر زیگزاگی برای جداسازی قطره های پراکنده مایع از جریان گاز، به روش عددی بررسی شده است. به طور کلی قطره های مایع در برخورد با پره دمیستر و تشکیل فیلم مایع، از جریان گاز جدا می شوند. با توجه به انرژی برخورد قطره به سطح، احتمال رخداد پدیده فروپاشی قطره و تبدیل آن به قطره های کوچکتر وجود دارد. این موضوع، کاهش راندمان جداسازی سیستم را به دنبال خواهد داشت. در این پژوهش، با تمرکز بر رژیم برخورد جریان در نزدیک سطح، سعی شده است تا تاثیر پارامترهای جریان و هندسه پره بر راندمان جداسازی و اُفت فشار جریان بررسی شود. برای شبیه سازی جریان و مسیر حرکت ذره از دیدگاه اویلر لاگرانژ استفاده شده است. در این تحقیق، نمونه آزمایشگاهی دمیستر طراحی و ساخته شده است. نتایج حلگر عددی با استفاده از داده های آزمایشگاهی این دمیستر اعتبار سنجی گردید. نتایج این مطالعه نشان می دهد با افزایش سرعت جریان گاز (افزایش انرژی برخورد)، راندمان جداسازی کاهش می یابد به گونه ای که با افزایش 2/5برابری سرعت جریان گاز، راندمان جداسازی به میزان10% کاهش می یابد. همچنین مشخص شد که افزایش قطر و بزرگ شدن قطره ها، افزایش راندمان جداسازی را به همراه خواهد داشت. از طرف دیگر انتخاب هندسه پره بر میزان اُفت فشار جریان عبوری از دمیستر اثر قابل توجهی دارد. به گونه ای که با افزایش 50% در زاویه راس پره، اُفت فشار جریان 5 برابر افزایش می یابد.

Numerical and Experimental Investigation of the Effect of Droplet Collision Regime to Surface on the Performance of the Separation of Water Droplets from Air in a Zigzag Demister

In the present study, the performance of zigzag demister has been numerically investigated for the separation of dispersed liquid droplets from the gas flow. In general, liquid droplets are dispersed from the gas flow in contact with the vane demister and the formation of the liquid film. Depending on the energy of the droplet collision to the surface, it is likely to occur splash drop into smaller droplets, which will reduce the separation efficiency of the system. In this study, by focusing on the flow collision regime near the surface, it is attempted to investigate the effect of the flow parameters and vane geometry on the separation efficiency and the pressure drop of flow. The EulerLagrange is used to simulate the flow and particle motion path. In this research, an experimental model is designed and constructed. Numerical solver results are validated, using the experimental data. The result of this study shows that separation efficiency decreased with increasing gas flow velocity, such that by increasing the 2.5 times of gas velocity, the separation efficiency will lead to a 10% decrease. It was also found that increasing the diameter and increasing the droplet would increase the separation efficiency. On the other hand, choosing the geometry of vane has a significant effect on the amount of the pressure drop of the passing flow. In a way that, by increasing the 50% of the vane angle, the pressure drop will increase 5 times.