شبیه سازی و بررسی نحوه جدایش ذرات در سیکلون های واسطه سنگین

سیکلون های واسطه سنگین (شیبدار) نوع پیشرفته ای از سیکلون ها هستند که توانایی جداسازی دو فاز از ذرات جامد مختلف را از یکدیگر دارند. در این نوع سیکلون ها برای قرارگیری چگالی سیال واسطه ما بین دو فاز جامد از ذرات مگنت استفاده می شود که این ذرات به صورت ناهمگن و به نسبت قطر و سرعت در سیال تمرکز پیدا می کنند. بنابراین ویسکوزیته و چگالی سیال واسطه را در سیکلون متغییر می کنند که با وجود جریان آشفته ی چرخشی و هسته هوا در مرکز سیکلون مدل سازی این چند فاز در کنار هم دشوار است. در این مقاله توسط نرم افزار فلوئنت و با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی معادلات ناویر استوکس و معادلات توربولانسی تنش های رینولدز از روش حجم محدود حل شده اند. سیال چند فازی به وسیله روش های حجم سیال و مخلوط و فاز گسسته مدل شده است. در این راستا برای سیال واسطه یک کد یودی اف نوشته شده که بوسیله آن توزیع ذرات مگنت و چگالی سیال واسطه در هر مکان محاسبه می شود. مقایسه عملکرد سیکلون شبیه سازی شده با نتایج تجربی تطابق مناسبی را نشان میدهد. همچنین تاثیر چگالی و قطر ذرات بر جدا شدن آنها مورد بررسی قرار گرفته و مشخص شده در ذرات با قطر کمتر از 0٫1 میلی متر چگالی تاثیر کمی در جدایش ذرات می گذارد و هرچه ذرات بزرگتر شوند چگالی عامل تعیین کننده تری است. همچنین نتایج نشان داده ذراتی که چگالی نزدیک به محیط واسطه دارند به شرایط حرکت سیال در سیکلون وابستگی بیشتری دارند.