شبیه سازی راکتورهای سیکلونی با دو جریان برخوردکننده با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی

استفاده از راکتور های با جریان برخورد کننده برای اولین بار در دهه هشتاد میلادی مورد بررسی قرار گرفت. در این راکتورها،دو جریان مختلف الجهت و همراستا در منطقه برخوردی با هم برخورد کرده، واکنش می دهند. بدین ترتیب سرعت انتقال جرم و حرارت به میزان قابل توجهی بهبود می یابد. در این مقاله به بررسی راکتورهای سیکلونی با دو جریان برخورد کننده که یکی از رایج ترین انواع راکتورهای برخوردکننده می باشند پرداخته شده است. برای شبیه سازی از روش دینامیک سیالات محاسباتی استفاده شده است که امروزه در پیش بینی و بررسی جریان سیال و انتال حرارت کاربرد زیادی دارد.مشخصات هندسی راکتور در محیط نرم افزار Gambit تولید و مش بندی گردید. در این پژوهش از نرم افزار شبیه ساز Fluent استفاده شد. حل مسائل در این نرم افزار به روش حجم محدود (Finite Volume) می باشد. پارامترمورد بررسی در این سیستم موجودی ذرات جامد درون راکتور است. شبیه سازی برای دبی های مختلف گاز از 0/66 dm2/s تا 0/94 انجام گردیده است. برای دبی جرمی جامد نیز دو مقدار 2/62 و 4/16gr/s در نظر گرفته شد. پروفیلهای سرعت و فشار در دبی گاز 0/71dm3/s و دبی جرمی جامد 2/62gr/s رسم شده اند. مقایسه نتایج بدست آمده برای موجودی ذرات جامد درون راکتور در دبی های مختلف گاز و جامد در جداول وشکلهای مورد نظر آورده شده است. مقایسه نتایج بدست آمده نشان می دهد که در دبی جرمی جامد 2/62gr/s موجودی جامد با دقت خوبی شبیه سازی شده است بطوریکه نتایج تجربی و شبیه سازی بسیار نزدیک به هم هستند، به ویژه در دبی گاز برابر با 0/71dm3/s اما برای دبی جامد 4/16gr/s اندکی اختلاف مشاهده می شود. این امر به این دلیل می تواند باشد که در دبی های بالای جامد، کسر حجمی جامد در سیال افزایش یافته وبدین ترتیب از دقت معادلات می کاهد زیرا دقت معادلات حاکم بر سیال در سیستمهای چند فازی به شدت وابسته به کسر حجیم فازها است.

Keywords:

راکتور برخوردی , دینامیک سیالات محاسباتی , موجودی ذرات جامد