مطالعه عددی و آزمایشگاهی جریان قطره‌ای در دمیسترهای شبکه سیمی فلزی و پلاستیکی

در مطالعه حاضر با استفاده از روش‌های عددی و آزمایشگاهی به بررسی اُفت فشار و بازده جداسازی دمیسترهای شبکه سیمی در یک سیستم آب هوا پرداخته شده است. با استفاده از مدل آزمایشگاهی طراحی و ساخته‌شده، پارامترهایی نظیر سرعت هوا، چگالی فشردگی و قطر سیم شبکه در دمیسترهایی از جنس فلزی و پلاستیکی مورد مطالعه قرار گرفته است. شبیه‌سازی عددی به‌صورت دوبعدی و حالت گذرا با استفاده از مدل آشفتگی کی اپسیلون در نرم‌افزار انسیس فلوئنت انجام و با نتایج آزمایشگاهی اعتبارسنجی شد. همچنین از مدل فاز گسسته با دیدگاه اویلری لاگرانژی برای شبیه‌سازی مسیر حرکت قطرات آب در قطرهای 0/2 و 0/05میلی‌متر استفاده شد. نتایج شبیه‌سازی عددی در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی از دقت قابل قبولی برخوردار است. حلگر عددی، بازده جداسازی را با خطای حدود 20% و اُفت فشار را با خطایی کمتر از 20%، نسبت به داده‌های آزمایشگاهی پیش‌بینی می‌کند. نتایج شبیه‌سازی عددی نشان می‌دهد افزایش قطر قطرات آب در سرعت‌های بالاتر و چگالی‌های فشردگی بیشتر، موثرتر بوده و موجب افزایش بازده جداسازی تا حدود 36% می‌شود. همچنین افزایش چگالی فشردگی برای قطراتی با قطر 0/2میلی‌متر باعث افزایش بازده جداسازی و برای قطراتی با قطر 0/05میلی‌متر موجب کاهش بازده جداسازی می‌شود. نتایج نشان می‌دهند که بازده جداسازی دمیستر پلاستیکی بیشتر از دمیستر فلزی است و در چگالی‌های فشردگی پایین‌تر، استفاده از آن توصیه می‌شود.

Experimental and Numerical Investigation of Droplet Flow in Plastic and Metallic Wire Mesh Demisters

In the current study, experimental and numerical methods have been used to investigate the pressure drop and the separation efficiency of wire mesh demisters in an airwater system. Using the designed and manufactured experimental model, various parameters such as air velocity, packing density, and wire diameter in plastic and metallic demisters have been studied. Numerical simulation was carried out in twodimensional and transient form using Kepsilon (k epsilon;) turbulence model in commercial software ANSYS Fluent and validated against experimental results. The EulerianLagrangian discrete phase model was also used to simulate the water droplet trajectory at diameters of 0.2 and 0.05mm. The numerical simulation results are sufficiently accurate compared to the experimental data. The numerical solver predicts separation efficiency with error of about 20% and pressure drop with error of less than 20% compared to experimental data. The numerical simulation results show that increasing the diameter of water droplets at higher air velocities and higher packing densities is more effective and increases the separation efficiency up to 36%. Also, increasing the packing density increases the separation efficiency for droplets with a diameter of 0.2mm and decreases the separation efficiency for droplets with a diameter of 0.05mm. The results show that the separation efficiency of plastic demister is more than the separation efficiency of metallic demister and in lower packing densities, the use of plastic demister is advisable.