Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1394
7
1
gregorian
2015
10
1
15
8
online
1
fulltext
fa
مطالعه عددی پخش و نشست ذرات کروی با اندازه نانو و میکرو در جریان گاز تراکمناپذیر آشفته در داخل یک کانال دارای زبری مصنوعی
Numerical study on dispersion and deposition of nano and micro spherical particles in turbulent incompressible gas flow inside a channel with artificial roughness
پدیده پخش و نشست ذرات نانو و میکرو در جریان آشفته در چند دهه گذشته مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله، پخش و نشست ذرات در جریان آشفته تراکم‏ناپذیر دوفازی گاز- ذره در داخل کانال دوبعدی دارای زبری مصنوعی (برجستگی های منظم) مستطیلی با استفاده از روش اویلری- لاگرانژی مورد بررسی قرار گرفته است. جریان فاز گاز با استفاده از مدل آشفتگی RSM با تابع بهبودیافته دیواره شبیه سازی شده است. اعتبارشبیه سازی جریان فاز گاز با مقایسه نتایج آن با داده های تجربی موجود برای جریان آشفته توسعه یافته در یک کانال نامتقارن بررسی شده است. ردیابی ذرات در فاز گسسته با استفاده از مدل لاگرانژی انجام شده است. معادله لاگرانژی حرکت ذره شامل نیروی درگ، نیروی گرانش، نیروی بالابر سافمن و نیروی براونی می‏باشد. اعتبارسنجی شبیه سازی حرکت ذرات با مقایسه بین نتایج حاضر با معادلات تجربی و نتایج معتبر قبلی برای حرکت ذرات داخل یک کانال دوبعدی صاف انجام شده است. نتایج شبیه سازی فاز گاز نشان می دهد که با افزایش ارتفاع زبری مصنوعی، گردابه های ایجاد شده در فضای بین دو زبری بزرگتر می شود. نتایج فاز ذرات نشان می دهد که مقادیر رسوب در کانال های دارای زبری مصنوعی، تابع دو عامل نیروی گرانش و الگوی جریان گاز در فضای بین دو زبری می باشد. مقادیر رسوب برای ذرات سبک، بیش تر تابع الگوی جریان در فضای بین دو زبری می باشد و با بزرگتر شدن ذرات، اثر الگوی جریان کمتر و اثر نیروی گرانش بیش تر می شود.
Phenomenon of dispersion and deposition of nano- and micro-particles in turbulent flows been focused in the past decades. In this paper, particle dispersion and deposition in gas-particle two-phase turbulent flow inside a two-dimensional channel with rectangular artificial roughness is studied using an Eulerian–Lagrangian method. The RSM turbulence model with enhanced wall treatment was used to simulate the anisotropic turbulent gas phase flow. The gas phase flow predictions were validated by comparing the results with available experimental data for a fully developed asymmetric turbulent channel flow. In discrete phase, Lagrangian approach was applied for particle tracking. The Lagrangian equation of particle motion includes drag, gravity, Saffman lift, and Brownian forces. The particle phase simulation results were validated by comparing the present work with available equations and valid data for a gas particles turbulent flow inside a two-dimensional smooth channel. The gas phase simulation results show that by increasing the artificial roughness height, a recirculation region which is created in the space between two ribs, becomes larger. The particle phase results show that the rate of deposition in the channel with artificial roughness is a function of gravity force and flow pattern in the space between two ribs. The rate of deposition for small particle is affected significantly by gas flow pattern in the space between two ribs. However for large particles the gravity force is more dominant.
جریان دوفازی,زبری مصنوعی,نشست ذرات,مدل فاز گسسته
two-phase flow,Artificial Roughness,Particle deposition,Discrete Phase Model
105
115
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-8473&slc_lang=fa&sid=15
Yousef
Hemmati
یوسف
همتی
100319475328460057474
100319475328460057474
No
دانشگاه سمنان
Roohollah
Rafee
روح اله
رفعی
100319475328460057464
100319475328460057464
Yes
استادیار هیئت علمی دانشکده مکانیک دانشگاه سمنان