شبیه سازی تاثیر تغییرات فشار محیط بر عملکرد جداکننده دو مرحله ای واسطه سنگین آزمایشگاهی

از آنجا که در جداکننده دو مرحله ای واسطه سنگین، بار ورودی تحت فشار اتمسفر به دستگاه وارد می شود و اختلاف فشار سیال داخل دستگاه با محیط بیرون، از طریق تنظیم فشار معکوس در خروجی های غوطه ور و محصول میانی کنترل می شود، بررسی تاثیر فشار محیط بر عملکرد جداکننده اهمیت دارد. در این تحقیق، اثر فشار محیط بر الگوی جریان در این جداکننده با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) مدلسازی شده است. بدین منظور، از مدل چندفازی حجم سیال (VOF) برای تعیین شکل اولیه و موقعیت هسته هوا در داخل جداکننده و از مدل فاز مجزا (DPM) برای توصیف جریان ذرات جامد استفاده شد. آشفتگی با استفاده از مدل تنش رینولدز (RSM) توصیف شده است. شبیه سازی در فشار 1 اتمسفر(در سطح آب های آزاد)، 0/86اتمسفر (در ارتفاع 1250 متر از سطح دریا) و 0/64 اتمسفر (در ارتفاع 3500 متر از سطح دریا) انجام شد. بر اساس نتایج شبیه سازی، تغییر در فشار محیطی منجر به تغییراتی در میدان جریان، پارامترهای ماکروسکوپیک و عملکرد جداکننده می شود. اعتبار نتایج شبیه سازی با مقایسه و انطباق بر نتایج آزمایشگاهی حاصل از یک دستگاه جداکننده شفاف ساخته شده به همین منظور تایید شده است. نتایج تحقیق حاضر نشان داد که با کاهش فشار محیط، مقدار خطای احتمال (Ep) کاهش و بازیابی واسطه افزایش می یابد، اما مقادیر این تاثیرات کمتر از 2 % به دست آمد. لذا می توان از جداکننده واسطه سنگین گریز از مرکز دو مرحله ای در موقعیت های مکانی با ارتفاع مختلف از سطح دریا بدون این که خللی در عملکرد جداکننده ایجاد شود، استفاده نمود.