مطالعه ترموکمپرسور بخار به منظور کاهش مصرف انرژی در خط تولید شکر به روش دینامیک سیالات محاسباتی

ترموکمپرسور به وسیله قسمت همگرا- واگرا عمل فشرده سازی سیال ثانویه را انجام می دهد. سادگی و نداشتن بخش متحرک، از جمله مزیت های آن نسبت به کمپرسورهای مکانیکی است. فهم جامع از چگونگی عملکرد در داخل ترموکمپرسور، برای استفاده عملی از آن فوق العاده مفید خواهد بود. ویژگی های ترمودینامیکی جریان های ورودی و تغییرات آن ها در خروجی، مانند فشار، دما و سرعت نیازمند انجام شبیه سازی عددی می باشد. در این مطالعه از دینامیک سیالات محاسباتی و کدهای تجاری انسیس فلوئنت برای نمایش جریان داخل ترموکمپرسور در جهت استفاده در کارخانه تولید شکر استفاده شده است. حلگر بر مبنای چگالی به عنوان حلگر جریان انتخاب شد و شرط مرزی نوع "فشار ورودی" برای هر دو جریان اولیه و ثانویه در ورودی و شرط مرزی "فشار خروجی" برای مرز خروجی جریان اختلاطی اعمال گردید. از تابع دیواره ی استاندارد در نزدیکی دیواره استفاده شد. نتایج نشان داد که در بخش تخلیه ترموکمپرسور، فشار از 1/0 بار به 32/0 بار تقویت شد و دما افزایشی در حدود 25 درجه نسبت به جریان ثانویه داشت. همچنین عدد ماخ به حدود 15/0 کاهش یافت. برای درک بهتر پدیده اتفاق افتاده در داخل ترموکمپرسور تصاویر گرافیکی آورده شد. در کانتور مربوط به عدد ماخ ابتدا جریان به صورت فراصوت ایجاد شد، سپس با گذر از بخش سطح ثابت یک شوک اتفاق افتاد و جریان در دیفیوزر به صورت فروصوت درآمد. در انتها، نتیجه گیری شد که دینامیک سیالات محاسباتی از پتانسیل خوبی برای پیش بینی عملکرد یک ترموکمپرسور به منظور استفاده در یک کارخانه تولید شکر برخوردار است.