بررسی حرکت و نشست ذرات جامد درون یک فیلتر با چیدمان موانع مربعی در یک خط و در غیر یک خط با روش شبکه بولتزمن

در این تحقیق حرکت و نشست ذرات آئروسل درون فیلتر با موانع مربعی با چیدمانهای متفاوت در یک خط و در غیر یک خط مورد مطالعه قرار گرفته است. هدف از این تحقیق، مقایسه راندمان ته نشینی ذرات در این دو آرایش و همچنین تعیین میزان اثربخشی نیروهای لیفت و بروانی بر روی حرکت ذرات در این دو آرایش می باشد. در ابتدا جریان سیال درون فیلتر با کمک روش شبکه بولتزمن حل شده و در ادامه با اضافه کردن ذرات، حرکت آنها مورد مطالعه قرار گرفته است. روش لاگرانژین برای حرکت ذرات در نظر گرفته شده و بنا به استفاده از حل یکطرفه، از اثر ذرات بر روی سیال صرفنظر شده است. حرکت 500 ذره درون فیلتر بررسی گردیده است. ذرات مورد مطالعه در محدوده ذرات زیر میکرونی بوده و جریان در محدوده جریان آرام قرار دارد. نیروهای موثر بر حرکت ذرات همچون لیفت، دراگ،گرانش و بروانی در نظر گرفته شده است . نتایج شامل ردیابی ذرات در طول فیلتر، مقایسه میزان ته نشینی کل در دو آرایش با در نظر گرفتن تمام نیروها، تاثیر نیروهای لیفت و بروانی در میزان ته نشینی ذرات در دو آرایش و بررسی میزان ته نشینی ذرات با سایز متفاوت در طول فیلتردر دو آرایش می باشد. بنا به نتایج بدست آمده ، فیلتر با موانع چیده شده در غیر یک خط برای ذرات درشت ( 15 ?m به بالا) و فیلتر با موانع چیده شده در یک خط برای ذرات ریز (15 ?m به پایین)کارآمدند. نیروی بروانی بر روی ته نشینی ذرات بسیار ریز(0.01-0.1?m) در دو آرایش موثر است. نیروی لیفت تاثیر قابل توجهی بر روی ته نشینی ذرات نداشته است اما برای ذرات بسیار ریز در غیاب نیروی لیفت ، راندمان ته نشینی ذرات در هر دو آرایش بالاتر است .