مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مدل سازی سیکلون جداکننده‌ گاز-مایع و بهینه سازی پارامترهای هندسی تاثیرگذار

نویسندگان
دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
چکیده
در این مطالعه به بررسی عملکرد جداکننده‌ی گاز مایع استوانه‌ای و تأثیر تغییر پارامترهای هندسی ورودی سیکلون و شبیه‌سازی آن‌ها به روش دینامیک سیالات محاسباتی پرداخته شده است. پس از انتخاب شبکه‌بندی مناسب برای هندسه‌ی سیکلون، تأثیر تغییر پارامترهای هندسی ورودی بر مقدار حمل مایع از بالا و مقدار حمل گاز از پایین مطالعه گردید. پارامتر‌های هندسی به خصوص هندسه‌ی ورودی تأثیر به سزایی در بهبود عملکرد سیکلون دارند. در این طراحی، سطح مقطع ورودی، زاویه‌ی ورودی و ارتفاع ورودی از کف سیکلون به طور همزمان بهینه شدند. از مدل آر- اس- ام برای شبیه سازی جریان آشفته استفاده شده و جریان دوفازی نیز با استفاده از روش اویلر- اویلر مدل سازی شده است. مطابق این شبیه‌ سازی‌ها مقدار حمل گاز از زیر با کاهش زاویه‌ی ورودی کاهش می‌یابد و یک نقطه‌ی بهینه برای حمل گاز از زیر با تغییر ارتفاع ورودی و تغییر سطح مقطع ورودی سیکلون وجود دارد. همچنین یک نقطه‌ی بهینه برای حمل مایع از بالا با تغییر پارامترهای هندسی ورودی نظیر سطح مقطع ورودی و ارتفاع ورودی از کف سیکلون به دست می‌آید. افزایش زاویه‌ی ورودی باعث کاهش حمل مایع از بالا می‌گردد. در مدل بهینه مقدار حمل گاز از پایین کاهش یافته و حمل مایع از بالا به صفر می‌رسد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Modeling Gas Liquid Cylindrical Cyclone Separator and Optimizing Effective Geometry Parameters

نویسندگان English

Mohammad mahdi Heyhat
Amirhosein Ghasemi
Mehrzad Shams
K.N.Toosi University of Technology
چکیده English

In this study, performance of gas liquid cylindrical cyclone separators and the effect of changing geometrical parameters of cyclone separators entrance is investigated. The cyclone is simulated with computational fluid dynamic methods. After choosing a suitable mesh grid for the cyclone and checking grid independency, the effect of changing entrance geometry on gas carry under and liquid carry over is investigated. Geometrical parameters, especially inlet geometrical parameters have great effect on optimizing cyclone separators performance. RSM model is used for turbulence simulation of the flow and two phase flow is simulated using Eulerian- Eulerian approach. In this simulation, inlet cross section, inlet angle and inlet height relative to the cyclone bottom part are optimized. Results show that GCU decreases with decreasing nozzle’s inlet angle. An optimum point for GCU was given with changing inlet altitude relative to the bottom of the cyclone and inlet nozzle’s width. An optimum point for LCO was obtained with changing inlet altitude and inlet nozzle width. Increasing inlet angle causes a decrease in LCO. In optimum model, gas carry under decreases significantly and liquid carry over is eliminated.

کلیدواژه‌ها English

Gas liquid cylindrical cyclone
Multi objective optimization
Gas carry under (GCU)
Liquid carry over (LCO)