بررسي توانمندي ديناميك سيالات محاسباتي در طراحي سيني هاي غربالي برج تقطير
در اين تحقيق توانايی روش CFD برای شبيه سازی هيدروديناميک جريان‌ها روی سينی غربالی در مقياس صنعتی نشان داده شده است. فازگازگسسته و فاز مايع پيوسته به عنوان دو فاز با اثرهاي متقابل در چارچوب اولری ـ اولری در نظر گرفته شده اند. تبادل مومنتم بين فازها با فرض رژيم جريان نامنظم بيان شده است. بازه محاسبه‌ها شامل فاصله بين سينی‌ها و خروجی مايع روی سينی پايينی است. از آنجا که ممکن است در ناودان ها هم انتقال جرم صورت بگيرد، در نظر گرفتن ناودان در محاسبه‌ها الزامی است. سينی ها دارای قطرهای250/1 (نوع A) و 213/1 متر (نوع B ) هستند، ارتفاع بند 05/0و 1/0 متر استفاده شده است. شبيه سازی با استفاده از نرم افزار 1. 5. 5؛CFX و کامپيوتر های دو پروسسوری (4/2×2 گيگاهرتز) در دانشگاه سيستان و بلوچستان انجام شده است. محاسبه‌ها، در هر نمو زمان، تا رسيدن ارتفاع متوسط مايع زلال به يک مقدار پايا ادامه يافته و سپس پارامترهای هيدروليکی از جمله ارتفاع مايع زلال و ارتفاع ناحيه froth و موجودی فازها محاسبه شده اند. همچنين توزيع سرعت مايع و گاز به ازای شدت جريان‌های متفاوت فازهای گاز ومايع محاسبه شده اند، انحراف جريان گاز از مسير عمودی به‌طور كامل مشخص بوده و دوران مايع در تمامی محاسبه‌ها به‌طور كامل مشهود است. با وجود آنکه از يک رابطه‌ي ساده برای محاسبه ضريب دراگ استفاده شده است، ولی هيدروديناميک جريان ها به درستی پيش بينی شده و توافق خوبی با نتيجه‌هاي تجربی دارند. نتيجه‌ها نشان می دهند که در درون ناودان ها، در نزديکی بند، موجودی گاز زياد است، يعنی مايع ورودی به ناودان مقداری حباب گاز همراه خود به ناودان می آورد، و بر هيدروديناميک و بازده سينی تاثير می گذارد. اين پديده واهميت آن در پيش مورد بررسی قرار نگرفته است و نشان می دهد که درنظر گرفتن ناودان در تمام محاسبه‌هاي سينی غربالی به کمک CFD الزامی است. بنابراين، CFD توان شبيه سازی و تحليل هيدرو ديناميک سينی غربالی در مقياس صنعتی را دارد و می تواند به عنوان يک ابزار قدرتمند برای طراحی اين سينی ها توسعه داده شود.
sid.ir
در اين تحقيق توانايی روش CFD برای شبيه سازی هيدروديناميک جريان‌ها روی سينی غربالی در مقياس صنعتی نشان داده شده است. فازگازگسسته و فاز مايع پيوسته به عنوان دو فاز با اثرهاي متقابل در چارچوب اولری ـ اولری در نظر گرفته شده اند. تبادل مومنتم بين فازها با فرض رژيم جريان نامنظم بيان شده است. بازه محاسبه‌ها شامل فاصله بين سينی‌ها و خروجی مايع روی سينی پايينی است. از آنجا که ممکن است در ناودان ها هم انتقال جرم صورت بگيرد، در نظر گرفتن ناودان در محاسبه‌ها الزامی است. سينی ها دارای قطرهای250/1 (نوع A) و 213/1 متر (نوع B ) هستند، ارتفاع بند 05/0و 1/0 متر استفاده شده است. شبيه سازی با استفاده از نرم افزار 1. 5. 5؛CFX و کامپيوتر های دو پروسسوری (4/2×2 گيگاهرتز) در دانشگاه سيستان و بلوچستان انجام شده است. محاسبه‌ها، در هر نمو زمان، تا رسيدن ارتفاع متوسط مايع زلال به يک مقدار پايا ادامه يافته و سپس پارامترهای هيدروليکی از جمله ارتفاع مايع زلال و ارتفاع ناحيه froth و موجودی فازها محاسبه شده اند. همچنين توزيع سرعت مايع و گاز به ازای شدت جريان‌های متفاوت فازهای گاز ومايع محاسبه شده اند، انحراف جريان گاز از مسير عمودی به‌طور كامل مشخص بوده و دوران مايع در تمامی محاسبه‌ها به‌طور كامل مشهود است. با وجود آنکه از يک رابطه‌ي ساده برای محاسبه ضريب دراگ استفاده شده است، ولی هيدروديناميک جريان ها به درستی پيش بينی شده و توافق خوبی با نتيجه‌هاي تجربی دارند. نتيجه‌ها نشان می دهند که در درون ناودان ها، در نزديکی بند، موجودی گاز زياد است، يعنی مايع ورودی به ناودان مقداری حباب گاز همراه خود به ناودان می آورد، و بر هيدروديناميک و بازده سينی تاثير می گذارد. اين پديده واهميت آن در پيش مورد بررسی قرار نگرفته است و نشان می دهد که درنظر گرفتن ناودان در تمام محاسبه‌هاي سينی غربالی به کمک CFD الزامی است. بنابراين، CFD توان شبيه سازی و تحليل هيدرو ديناميک سينی غربالی در مقياس صنعتی را دارد و می تواند به عنوان يک ابزار قدرتمند برای طراحی اين سينی ها توسعه داده شود.
sid.ir
