آموزش شبیه سازی جداساز گردابه ای هیدرودینامیکی با مدل اویلرین

آموزش شبیه سازی جداساز گردابه ای هیدرودینامیکی با مدل اویلرین


با خرید این محصول، ویدئوی آموزش شبیه سازی جداساز گردابه ای هیدرودینامیکی با مدل اویلرین در نرم افزار ansys fluent به همراه فایل شبکه بندی آن (msh.) را دریافت خواهید کرد.

نقد و بررسی : آموزش شبیه سازی جداساز گردابه ای هیدرودینامیکی با مدل اویلرین

شرح مسأله

مسأله حاضر به شبیه سازی جریان دو فازی درون یک دستگاه جداساز گردابه ای هیدرودینامیکی با استفاده از نرم افزار ansys fluent پرداخته است. این دستگاه های جداساز گردابه ای هدرودینامیکی یا HDVS (Hydro-Dynamic Vortex Separator) می توانند ذرات محلول موجود در یک سیال را از سیال پایه جداسازی کنند. درواقع ساختار این دستگاه ها بدین صورت است که جریان محلول ورودی به سیستم را به صورت قابل توجه به چرخش می اندازند و این چرخش زیاد جریان موجب می شود که مسیر حرکتی سیال درون سیستم تا حد قابل توجهی طولانی گردد. این طولانی شدن مسیر حرکتی محلول موجب می شود تا فرصت برای جداسازی ذرات معلق درون سیال و ته نشینی آنان در سیستم فراهم گردد. بنابراین برای انجام شبیه سازی مدل حاضر از مدل چندفازی اویلرین (eulerian) استفاده شده است. مدل چندفازی eulerian به عنوان پیچیده ترین مدل برای تعریف جریان های چندفازی محسوب می گردد زیرا این مدل مجموعه ای از معادلات مومنتوم و بقا را برای هر یک از فازها به صورت مستقل و جداگانه حل می کند. از مدل اویلرین در کاربردهایی مانند ستون های حبابی (bubble column)، جریان های قطره ای (droplet)، جریان های مملو از ذرات (particle laden) با کسر حجمی بیشتر از ده درصد، انتقال های نیوماتیکی برای جریان های مایع جامد (granular)، بسترهای سیالاتی (fluidizied bed) برای جریان های گاز جامد، جریان های دوغابی (slurry flow)، وقوع پدیده تعلیق ذرات (particle suspension) و پدیده رسوب گذاری به عنوان جریان های مایع جامد استفاده می گردد. در شبیه سازی حاضر، جریان آب به عنوان سیال پایه با چگالی 1000 kg.m-3 و ویسکوزیته 0.001 kg.m-1.s-1 تعریف شده است و فاز ثانویه در قالب ذراتی با چگالی 1060 kg.m-3 و ویسکوزیته 0.0046 kg.m-1.s-1 تعریف شده است. نوع پخش ذرات درون مایع پایه به فرم دانه ای (granular) تعریف شده و قطر ذرات معادل با 0.000006 m تعریف شده است. جریان آب و ذرات محلول در آن با سرعتی برابر با 0.36 m.s-1 از یک مجرای میانی وارد این دستگاه می شوند؛ در حالی که کسرحجمی جریان آب معادل با 0.4 و کسرحجمی ذرات محلول معادل با 0.6 می باشد. درنهایت این محلول پس از انجام فرایند جداسازی، از دو مجرای خروجی در بالای دستگاه (مخصوص عبور آب) و پایین دستگاه (مخصوص ته نشینی ذرات) از دستگاه خارج می شود.

 

 

گام اول) ترسیم هندسه و شبکه ­بندی

مدل حاضر به صورت سه بعدی و با استفاده از نرم ­افزار design modeler طراحی شده است. مدل حاضر مربوط به یک دستگاه جداساز گردابه ای هیدرودینامیکی به صورت قائم می باشد. بخش استوانه ای شکل بدنه این دستگاه قائم به قطر 0.3 m و ارتفاع 0.63 m می باشد. در این مدل، یک لوله مخصوص جریان ورودی بر روی بخش میانی بدنه آن قرار گرفته است و دو لوله خروجی در بخش زیرین مدل و بر روی بخش بالایی بدنه مدل قرار گرفته است.

 

 

شبکه ­بندی مدل حاضر با استفاده از نرم ­افزار ansys meshing انجام گرفته است. شبکه ­بندی به صورت بدون سازمان انجام گرفته و تعداد سلول­ های تولیدی در این مدلسازی برابر 472707 است.

 

 

گام 2) مراحل شبیه ­سازی

برای شبیه ­سازی مدل حاضر، چند فرض در نظر گرفته شده است که عبارتند از:

  • شبیه­ سازی براساس دیدگاه مبتنی بر فشار (pressure-based) صورت گرفته است.
  • شبیه ­سازی فقط در حالت سیالاتی انجام گرفته است؛ یعنی به انتقال حرارت و آنالیز حرارتی نپرداخته است.
  • شبیه ­سازی حاضر از نظر زمانی ناپایا (unsteady) می­ باشد؛ یعنی ترم زمان در حل مسأله لحاظ شده است.
  • اثر گرانش زمین (gravity) بر روی مدل معادل با 9.81- m.s-2 و در راستای محور z در نظر گرفته شده است.

 

خلاصه ­ای از مراحل تعریف مسأله و تعریف حل آن در جدول زیر آمده است:

 

 

گام سوم) نتایج نهایی

پس از پایان فرایند حل، کانتورهای دو بعدی و سه بعدی مربوط به فشار مخلوط، سرعت سیال پایه، سرعت ذرات محلول، و کسر حجمی سیال پایه و ذرات محلول در آن به دست آمده اند. همانطور که از تصاویر پیداست، می توان گفت که جریان آب به سمت خروجی بالای دستگاه و جریان ذرات ته نشین شده به سمت خروجی زیرین دستگاه هدایت می شود. این اتفاق نشان می دهد که عملکرد سیستم مذکور مناسب بوده و وظیفه اصلی خود یعنی جدایش ذرات محلول از سیال پایه را به خوبی نشان می دهد.

 

 

نقد وبررسی

نقد بررسی یافت نشد...

اولین نفر باشید که نقد و بررسی ارسال میکنید... “آموزش شبیه سازی جداساز گردابه ای هیدرودینامیکی با مدل اویلرین”

پیگیری سفارش
لیست مقایسه
شگفت انگیز ها
you tube
logo-samandehi