شبیه سازی عددی یک برج خنک کن کارخانه سیمان، حل سیمان سه بعدی گاز و حرکت ذرات گرد و غبار

هدف از مطالعه حاضر بررسی توزیع جریان گاز و حرکت ذرات گرد و غبار در یک برج خنک کن با استفاده ازپاشش آب درون برج می باشد. توجه ویژه در این مطالعه بر روی بررسی طرح یاست که به منظور ایجاد چرخش در جریان گاز درون برج و جلوگیری از ایجاد منطقه بازگشتی جریان در نزدیکی دیواره ها ، در منطقه پاشش آب ارائه شده است. طرح حاضر که در برخی از کارخامجات سیمان ایران نیز به منظور بهبود عملکرد برج اجرا شده است. بر مبنای استفاده از یک جهت دهنده در ورودی برج استوار است. قابل ذرک است که به منظور بررسی اثر جه دهنده ابتدا برج به تنهایی و سپس همراه با جهت دهنده با زوایای مختلف مدل شده واثر وجود این وسییله مورد مطالعه قرار گرفته شده است. هندسه مورد مطالعه در این تحقیق شامل واحد جهت دهنده، قسمت دیفیوزر مخروطی و قسمت برج می باشد. با توجه به سرعت پایین گاز در درون برج از معادلات مربوط به جریان سیال غیر قابل تراکم استفاده شده است و معادلات پیوستگی و ناویه استوکس ، حل شده است. استفاده از جهت دهنده با زاویه زیاد باعث چرخش زیاد جریان ورودی به برج می شود و این منجر به حذف جریان برگشتی نزدیک دیواره می شود، اما به جای آن یک ناحیه باز چرخشی بزرگ در وسط برج در ناحیه دیفویزر تشکیل می گردد. این ناحیه باز چرخشی تنها در زاویه 22 درجه سانتی گراد برای جهت دهنده حذف می گرد. پس از بدست اوردن میدان جریان با حل معادلات حرکت ذره، مسیر حرکت ذرات گرد و غبار ورودی به برحج به دست می آید. نتایج نشان دهنده این است که هنگام استفاده از یک جهت دهنده با زاویه زیاد ذرات گرد و غبار به سمت دیواره برج هدایت شده و منجر به برخورد بیشتر ذرات گرد و غبار به دیواره برج می شود که این برخورد اگر در نزدیکی دیواره های تر شده از پاشش آب باشد منجر به تشکیل کیک گرد و غبار روی دیواره برج می شود.