بهینه سازی پارامترهای هندسی و جریان در جداساز سیکلونی ذرات جامد از گاز کارخانه فولاد خوزستان

سیکلون ها یکی از محبوب ترین و کارآمدترین وسایل مورد استفاده در صنعت جهت جداسازی ذرات جامد از جریان سیال هستند و از اختلاف اینرسی بین فازها جهت جدا کردن این دو از یکدیگر استفاده می شود. در این تحقیق با استفاده از شبیه سازی عددی به روش دینامیک سیالات محاسباتی به بررسی نحوه عملکرد یک جداکننده سیکلونی پرداخته شده است. روش اویلری-لاگرانژی برای مدلسازی جریان دوفازی در نرم افزار Ansys Fluent مورد استفاده قرار گرفته است. معادلات ذرات جامد بصورت گسسته (لاگرانژ) و معادلات گاز پیوسته با استفاده از روش حجم محدود ، گسسته سازی شده و ارتباط بین معادلات پیوستگی و مومنتوم از الگوریتم Simple استفاده شد . همچنین از مدل آشفتگی k- -RNG برای شبیه سازی جریان آشفته استفاده شده است . جهت بهینه سازی متغیرهای ورودی مسئله زاویه ورودی و سرعت ورودی سیکلون و متغیرهای هدف راندمان و توان مصرفی سیکلون می باشد. همچنین بهینه سازی مذکور با استفاده از الگوریتم ژنتیک موجود در نرم افزار Ansys Fluent صورت پذیرفته است . نتایج شبیه سازی و بهینه سازی نشان دادند که با درنظر گرفتن شرایط ساخت ورودی سیکلون ساخت این تجهیز با زاویه ورودی 72 درجه و سرعت ورودی 16.5 متر بر ثانیه موجب دستیابی به شرایط بهینه کاری سیکلون میگردد. در این شرایط 0/77 و توان مصرفی سیکلون 456.5 وات می باشد. همچنین نتایج نشان دادند که حساسیت متغیرهای هدف مساله نسبت به تغییر در متغیر ورودی زاویه ورودی سیال بسیار بیشتر از حساسیت متغیرهای هدف نسبت به تغییر سرعت ورودی سیال می باشند.

کلیدواژه ها:

سایکلون ، جریان دوفازی ، دینامیک سیالات محاسباتی ، بهینه سازی