مطالعه تجربی و عددی عوامل موثر بر عملکرد تغلیظ کننده غبار مارپیچ یک کاناله در جداسازی پودر سیاه خطوط انتقال گاز

در این مقاله جداسازی ذرات پودر سیاه از هوا توسط تغلیظ کننده‏ غبار مارپیچ یک کاناله به صورت آزمایشگاهی مطالعه شده و با استفاده از شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی، بازده و افت فشار دستگاه در شرایط عملیاتی مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. سامانه آزمایشگاهی شامل یک کانال مارپیچ با 29 انشعاب جریان رقیق خروجی و دو مکنده در خروجی های آن بوده که امکان آزمون در شرایط دبی ورودی بالا فراهم شده است. در انجام آزمایشات از ذرات پودر سیاه با دانه بندی مشخص استفاده شده است. میانگین اندازه ذرات آن پس از انجام آزمون DLS و پردازش تصاویر SEM، μm 0/327 مشخص شد. شبیه سازی CFD تغلیظ کننده‏ مارپیچ یک کاناله برای جریان هوا- پودر سیاه با نرم افزار FLUENT انجام شده است. برای شبیه سازی اغتشاشات، از مدل اغتشاش Realizable k-ε به عنوان یک مدل بهینه از نظر دقت و سرعت در شبیه سازی استفاده شده است. برای اعتبارسنجی نتایج شبیه سازی، داده های آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفته اند که خطایی حدود 5/2% را نشان می دهد. برای بررسی تاثیر شرایط عملیاتی سیستم، دبی های جرمی هوای ورودی و کسر جرمی های جامد مختلف مورد مطالعه قرار گرفت و نتایج نشان دادد که با افزایش دبی به اندازه 58% بازده شبیه سازی 4/1% افزایش پیدا می کند. همچنین با افزایش کسر جرمی جامد از 7 به 20%، بازده تغییر محسوسی نداشت.