شبیه سازی تاثیر تبادل گرمای گاز با دیوار بر عملکرد سیکلونها

از جداکننده‌های سیکلونی، در جداسازی ذرات معلق از فاز گاز استفاده می‌شود. با وجود ساختار ساده سیکلونها، دینامیک سیالات و ساختار جریان در این جداکننده‌ها بسیار پیچیده می‌باشد. از عواملی که این پیچیدگی را بیشتر می‌کند، تغییر در افت فشار جریان و بازده جداسازی ذرات معلق بر اثر تغییر دمای کاری و انتقال حرارت گاز با دیواره آن است. تغییر دمای سیال که یکی از پارامترهای تاثیرگذار بر رفتار جریان است، موجب تغییر خواص ترموفیزیکی و در نتیجه تغییر در الگوهای جریانی آن می‌شود. در این پژوهش، شبیه سازی تاثیر تبادل گرمایی گاز با دیوار بر عملکرد سیکلون با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی مورد مطالعه قرار گرفته است. جریان دوفازی درون سیکلون با رویکرد اویلری-لاگرانژی مدلسازی می‍شود. شبیه‍سازی برای هوایی در محدوده دمایی 400 ،500 و600 کلوین با سرعت ورودی 1/16 متر بر ثانیه همراه با پاشش ذراتی با قطرهای 1 تا 7 میکرون انجام می‍شود. بررسی نتایج نشان می‌دهد که کاهش دمای گاز ورودی به سیکلون، افزایش بازده جداسازی ذرات را در پی خواهد داشت.

simulation of the effect of heat exchange of gas with wall on the performance of cyclones

cyclone separators are used to separate solid particles from gas phase. despite simple structure of cyclone separators, fluid dynamics and flow structure of these separators are very complex. one of the factors that elevates this complexity goes back to dependence of the flow pressure drop and collection efficiency of the solid particles to the operating temperature as well as heat exchange of the gas with the wall. changing the fluid temperature alters the thermophysical properties, which in turns changes the flow pattern. in this research, simulation of the effect of heat exchange of gas with wall on the performance of cyclones is undertaken using cfd. the two-phase flow inside the cyclone is modeled with the eulerian-lagrangian approach. the simulations are performed for the air having the inlet temperature of 400, 500, or 600 k with the velocity of 16.1 m/s accompanied by spraying particles having the diameter of 1 to 7 microns. the results show that decrease in the inlet temperature of gas elevates the collection efficiency of the solid particles.