بررسی عددی یک نمونه گیر ذرات معلق با دیواره های ضخیم در نسبتهای سرعت بالا

نمونه گیرهای ذرات معلق وسایلی هستند که در اندازه گیری غلظت جرمی و تعداد ذرات مورد استفاده قرار می گیرند. پمپ مکش دبی مشخصی از هوا را به همراه ذرات به درون لوله نمونه گیر می مکد و ذرات معلق در هوا در فیلتر بعد از لوله جذب می شوند . دیواره ورودی نمونه گیرها نازک و یا ضخیم می باشند. در این تحقیق یک نمونه گیر با دیواره های ورودی ضحیم مورد بررسی عددی قرار گرفته است. بدین منظور معادلات سه بعدی ناویه – استوکس برای پیدا کردن میدان جریان در درون و بیرون نمونه گیر از دیدگاه اولرین حل شده است. جریان در بیرون نمونه گیر متلاطم می باشد اما به علت دبی کم پمپ مکش، در جریان درون لوله آرام میباشد. بدین منظوراز مدل تصحیح شده k-w ویلکاکس که قادر به پیش بینی تبدیل جریان متلاطم به آرام می باشد استفاده شده است. پس از به دست امدن میدان جریان، معادلات حرکت ذره با در نظر گرفتن نیروهای دراگ و وزن به روش لاگرانژین حل شده است. با به دست آمدن مسیر حرکت ذرات، نسبت غلظت ذرات معلق در نمونه گیر به غلظت ذرات در جریان دور دست محاسبه شدهاست. محاسبات برای نسبتهای مختلف سرعت هوا (نسبت سرعت هوا در دوردست به سرعت هوا در نمونه گیر) و نیز قطرهای مختلف ذرات انجام گردیدهاست. نتایج عددی حاصل با اطلاعات آزمایشگاهی مقایسه ومورد بحث و بررسی قرار گرفته است.

کلیدواژه ها:

نمونه گیر ، ذرات معلق ، دیواره های ضخیم ، نسبت سرعت ، جریان متلاطم