استفاده از تکنیکهای عددی در طراحی جداکننده سیلکونی

در این رساله، رفتار جریان دوفازی در یک اتاق جداکننده سیکلونی با استفاده از یک کد کامپیوتری مورد بررسی قرار می گیرد. معادلات دیفرانسیل حاکم بر فاز گاز در مختصات اولر فرموله شده و با استفاده از روش تفاضل محدود به معادلات جبری تبدیل می شود. مسیر حرکت ذرات فاز جامد در اتاق سیکلونی از حل معادلات حرکت آنها که درمختصات لاگرانژ و با در نظر گرفتن نیروهای وارد بر آنها بدست می آیند، ردیابی می شود. تبادل ممنتوم بین دو فاز "گاز - جامد" از طریق جمله چشمه معادلات مقدار حرکت در محاسبات منظور شده است . برای تعیین مشخصات آئرودینامیکی فاز گاز از دو مدل توربولانس k-e و مدل تنش جبری (a.s.m) استفاده گردید و نتایج مربوط به آنها با اطلاعات تجربی مورد مقایسه قرار گرفت . با توجه به ارجحیت نتایج مدل تنش جبری، در محاسبه جریانهای شدیدا ورتکسی، مدل مذبور برای محاسبات بعدی اساس کار قرار گرفت . در کد کامپیوتری مادر، معادلات جبری فاز گاز با استفاده از الگوریتم سیمپل حل می شود. بمنظور حصول نرخ همگرایی سریعتر، تغییرات لازم روی برنامه کامپیوتری جهت استفاده از الگوریتم سیمپلر انجام گردید که این موجب کاهش تکرارهای مورد نیاز جهت همگرایی و در نتیجه صرفه جویی در زمان محاسباتی صرف شده بوسیله کامپیوتر گردید. همچنین نظر به اینکه کد کامپیوتری مادر برای اتاقهای احتراقی سیکلونی از نوع چسبان نوشته شده بود و ذرات فاز جامد با برخورد به دیواره جذب آن می شدند، تغییرات لازم جهت حرکت ذرات در جداکننده های سیکلونی داده شده. در نتیجه با داشتن مسیر حرکت ذرات امکان محاسبه بازدهی اتاق سیکلونی در جدا کردن ذرات فاز جامد فراهم گردید. نتایج بدست آمده فوق نشان می دهند که تکنیکهای عددی می توانند بعنوان ابزاری قوی جهت اصلاح طراحی این اتاقها مورد استفاده واقع شوند.