شبیه سازی جریان درون تانک رسوب گیر به کمک مدل اولری-لاگرانژی

حوضچه های رسوبگیر عمدتا برای حذف رسوبات اضافی وارد شده به کانالهای آبیاری و یا کانال های منشعب شده از رودخانه ها و منتهی به توربین ها استفاده می شوند. این سازه ها همچنین در طرح های تصفیه پساب در دو نوع اولیه و ثانویه بکار رفته است که اکثر مطالعات صورت گرفته، در این حوزه متمرکز است. تحقیقات بسیاری با استفاده از تکنیک های دینامیک سیالات محاسباتی (cfd) برای مدل کردن روند ته نشینی در تانک های رسوبگیر انجام گرفته است. این تحقیقات به منظور پیش بینی الگوهای جریان سیال و فرایند پخش ذرات رسوب در طول تانک انجام می شود. مدل های زیادی برای طراحی این حوضچه ها پیشنهاد شده که بعضا با اختیار کردن فرضیات ساده کننده منجر به نتایج غیر واقعی می شوند. تعدادی از این روش ها نیز چنان پیچیده اند که یا تمایل به استفاده از آنها نیست و یا اینکه نیاز به داده های زیادی برای اجرا دارند. در پژوهش حاضر، فرآیندهای هیدرودینامیکی موجود در تانک رسوبگیر، با استفاده از روش حجم محدود و به کمک شبیه سازی گردابه های بزرگ (les) مدلسازی شده و ذرات رسوب با فرض حرکت لاگرانژی تحلیل شدند. در این مدل جریان سیال تراکم ناپذیر فرض شده است. به منظور صحت سنجی مدل مورد مطالعه نتایج حاصله با داده های آزمایشگاهی و عددی مقایسه شد. مدلسازی در دوبخش برای تانک رسوبگیر با شیب بستر ثابت و برای تانک هایی با شیب بستر متغییر صورت گرفت و نتایج استخراج گردید. با دانستن سرعت در جهات افقی و قائم در سلول های محاسباتی و نیز با محاسبه سرعت سقوط ذرات رسوب که از معادلات هیدرودینامیکی حاکم بر ذره رسوب حاصل شده، می توان مسیر حرکت هر ذره را با توجه به اندازه و چگالی آن پیش بینی نمود. بر اساس این تحلیل ها دامنه ذرات تله اندازی شده و میزان ذرات خروجی از تانک با قطرهای مختلف با شبیه سازی حرکت ذرات رسوب، محاسبه شده و در نهایت راندمان تله اندازی تانک های رسوبگیر با شیب های مختلف ارائه شده است.