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
1398
2
1
gregorian
2019
5
1
19
5
online
1
fulltext
fa
مطالعه تجربی و عددی عوامل موثر بر عملکرد تغلیظکننده غبار مارپیچ یککاناله در جداسازی پودر سیاه خطوط انتقال گاز
Experimental and Numerical Study of Effective Parameters on Helical One-channel Dust-concentrator Performance for Separation of Black Powder of Gas Pipeline
<div style="text-align: justify;"><span style="font-family:tahoma;"><span style="font-size:10.0pt;">در این مقاله جداسازی ذرات پودر سیاه از هوا توسط تغلیظکننده‏ غبار مارپیچ یککاناله بهصورت آزمایشگاهی مطالعه شده و با استفاده از شبیهسازی دینامیک سیالات محاسباتی، بازده و اُفت فشار دستگاه در شرایط عملیاتی مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. سامانه آزمایشگاهی شامل یک کانال مارپیچ با ۲۹ انشعاب جریان رقیق خروجی و دو مکنده در خروجیهای آن بوده که امکان آزمون در شرایط دبی ورودی بالا فراهم شده است. در انجام آزمایشات از ذرات پودر سیاه با دانهبندی مشخص استفاده شده است. میانگین اندازه ذرات آن پس از انجام آزمون </span><span dir="LTR"><span style="font-size:8.0pt;">DLS</span></span><span style="font-size:10.0pt;"> و پردازش تصاویر </span><span dir="LTR"><span style="font-size:8.0pt;">SEM</span></span><span style="font-size:10.0pt;">، </span><span dir="LTR"><span style="font-size:8.0pt;">µm ۰/۳۲۷</span></span><span style="font-size:10.0pt;"> مشخص شد. شبیهسازی </span><span dir="LTR"><span style="font-size:8.0pt;">CFD</span></span><span style="font-size:10.0pt;"> تغلیظکننده‏ مارپیچ یککاناله برای جریان هوا- پودر سیاه با نرمافزار </span><span dir="LTR"><span style="font-size:8.0pt;">FLUENT</span></span><span style="font-size:10.0pt;"> انجام شده است. برای شبیهسازی اغتشاشات، از مدل اغتشاش </span><span dir="LTR"><span style="font-size:8.0pt;">Realizable k-ε</span></span><span style="font-size:10.0pt;"> بهعنوان یک مدل بهینه از نظر دقت و سرعت در شبیهسازی استفاده شده است. برای اعتبارسنجی نتایج شبیهسازی، دادههای آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفتهاند که خطایی حدود ۵/۲% را نشان میدهد. برای بررسی تاثیر شرایط عملیاتی سیستم، دبیهای جرمی هوای ورودی و کسر جرمی‏های جامد مختلف مورد مطالعه قرار گرفت و نتایج نشان دادد که با افزایش دبی به اندازه ۵۸% بازده شبیهسازی ۴/۱% افزایش پیدا میکند. همچنین با افزایش کسر جرمی جامد از ۷ به ۲۰%، بازده تغییر محسوسی نداشت.</span></span></div>
<div style="text-align: justify;">In this paper, black powder of the separation <gwmw class="ginger-module-highlighter-mistake-type-3" id="gwmw-15529013561135351055538">from</gwmw> air flow by a helical one-channel dust concentrator have been experimentally studied and the efficiency and pressure drop have been investigated by Computational fluid dynamics (CFD) simulations in different operating conditions. Experimental set-up is a helical one-<gwmw class="ginger-module-highlighter-mistake-type-3" id="gwmw-15529013573070353754670">channel including</gwmw> 29 branches for exporting diluted stream out. It also has two suction devices at the ends of channels in order to provide testing in high inlet flow. Black powder particles with certain particle size distribution have been tested, whose average particle size has been determined 0.327 µm by DLS and SEM <gwmw class="ginger-module-highlighter-mistake-type-3" id="gwmw-15529013596344907959101">images</gwmw> processing. CFD simulation of helical one-channel dust concentrator for air-black powder separation has been done with FLUENT software. The Realizable k-ε turbulent model, as an optimal turbulence model in terms of accuracy and speed in simulation, has been used. According to <gwmw class="ginger-module-highlighter-mistake-type-3" id="gwmw-15529013624713071173102">evaluation</gwmw> of the results, the experimental results have been compared and it showed 5.2% error. To investigate the effect of operating <gwmw class="ginger-module-highlighter-mistake-type-3" id="gwmw-15529013648943075368928">condition</gwmw>, the various air flow <gwmw class="ginger-module-highlighter-mistake-type-3" id="gwmw-15529013648943172727847">rate</gwmw> and <gwmw class="ginger-module-highlighter-mistake-type-3" id="gwmw-15529013648947269413050">solids</gwmw> mass fractions were investigated and the results showed that the simulation efficiency has increased more than 4.1% by increasing 58% of the inlet volumetric flow rate. The separation efficiency had no change by increasing the solid mass fraction from 7% up to 20%.</div>
تغلیظکننده غبار مارپیچ, شبیهسازی, بازده جداسازی, اُفت فشار
Helical Dust-concentrator, Simulation, Separation Efficiency, Pressure Drop
1167
1176
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-19831-3&slc_lang=fa&sid=15
S.
Jamshidifard
سنا
جمشیدی فرد
1003194753284600114874
1003194753284600114874
No
Chemistry Department, Iran University of Science & Technology, Tehran, Iran
دانشکده شیمی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
M.
Shirvani
منصور
شیروانی
shirvani.m@iust.ac.ir
1003194753284600114875
1003194753284600114875
Yes
Chemistry Department, Iran University of Science & Technology, Tehran, Iran
دانشکده شیمی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
N.
Kasiri Bidhendi
نورالله
کثیریبیدهندی
1003194753284600114876
1003194753284600114876
No
Chemistry Department, Iran University of Science & Technology, Tehran, Iran
دانشکده شیمی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
S.
Movahedirad
سلمان
موحدیراد
1003194753284600114877
1003194753284600114877
No
Chemistry Department, Iran University of Science & Technology, Tehran, Iran
دانشکده شیمی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران