بررسی عددی تاثیر میدان الکتریکی جریان مستقیم بر مشخصه های اجتماع ذرات در جریان تصفیه عرضی

استفاده از روش های عددی برای تعیین حدود و نحوه رشد کیک جرمی در فرآیند تصفیه عرضی مورد توجه محققین بوده است. حل های مذکور که عمدتا مبتنی بر توسعه روش های صفر، یک یا دوبعدی برای تخمین پارامترهای تصفیه معرفی شده اند، متکی بر حداقل یک مرحله تنظیم روش با استفاده از نتایج آزمایشگاهی هستند. در این مقاله یک روش حل دوسویه مستقل، برای تعیین تغییرات زمانی هندسه کیک جرمی- جریان تصفیه، ارایه شده است. به طوری که همزمان با حل جریان به روش شبکه بولتزمن، حل معادله انتقال جرم را با استفاده از یک روش مزوسکوپیک دیگر (LB-CA) در یک ارتباط دوسویه بین تغییرات جریان و رشد کیک میسر سازد. روش محاسباتی معرفی شده، امکان اعمال اثر نیروهای داخلی و خارجی بر خط سیر ذرات را فراهم نموده است. اعتبار روش محاسباتی، در مقایسه با حل تئوری رومرو- داویس و نتایج آزمایشگاهی، بررسی و تایید شده است. همچنین با استفاده از LB-CA، اثر اعمال میدان الکتریکی جریان مستقیم، بر کیفیت اجتماع ذرات بر سطح غشا و تغییر منحنی شار جریان بررسی و نشان داده شده است که با افزایش ولتاژ جریان مستقیم، به تدریج از اجتماع ذرات در برخی نواحی غشا ممانعت به عمل آمده، منحنی کاهش شار جریان بهبود قابل ملاحظه ای می یابد. همچنین بررسی شرایط بهینه با درنظرگرفتن اندازه پل های الکتریکی به عنوان پارامتر بهینه سازی نشان داده است با درنظرگرفتن بیشینه بهبود در منحنی شار جریان به عنوان پارامتر هدف، اندازه پل های الکتریکی دارای یک مقدار بهینه است.

Keywords:

Cross-flow Filtration , Cake Formation , Lattice Boltzmann , LB-CA , DC Electric Filed , تصفیه عرضی , کیک جرمی , شبکه بولتزمن , روش LB-CA , میدان الکتریکی جریان مستقیم