اثر میدان الکتریکی بر عملکرد یک سیکلون مربعی

علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 17 مرداد 1403   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jacsm.2024.88376.1265

نویسندگان

مهسا فتحی¹؛ مرتضی بیاره^{* 2}

¹گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهرکرد، ایران

²گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

چکیده

جداسازی ذرات جامد از فاز مایع یا گاز غالباً با استفاده از دستگاه‌های مکانیکی انجام می‌شود که مهم‌ترین آن‌ها، سیکلون‌ها هستند. ساختار ساده و هزینه‌های تولید و تعمیر و نگهداری کم باعث افزایش استفاده از جداکننده‌های سیکلون در صنایع برق، پتروشیمی، سیمان، چوب و ... شده است. هدف از این مطالعه بررسی اثر میدان ‌الکتریکی بر عملکرد یک سیکلون مربعی‌شکل است. از روش تنش رینولدز برای مدل‌کردن جریان مغشوش استفاده می‌شود. برای ردیابی ذرات جامد از کوپلینگ یک‌راهه و جهت مدل کردن جریان دوفازی از رویکرد اویلری-لاگرانژی بهره‌گیری خواهد شد. نیروی الکتریسیته توسط یک باتری لیتیوم -یونی به بدنه سیکلون اعمال شده و سرعت مماسی، سرعت محوری و افت فشار در ولتاژ‌های مختلف با هم مقایسه می‌شود. نتایج نشان دادند که نیروی الکتریسیته علاوه بر افزایش سرعت مماسی و سرعت محوری که باعث ازدیاد نیروی گریز از مرکز در سیکلون می‌شود، موجب پایدار شدن جریان شده و هوای خالص‌تری را وارد ورتکس‌یاب می‌کند. افزایش بازده و کاهش افت‌ فشار در اثر اعمال میدان الکتریکی نشان‌دهنده بهبود عملکرد سیکلون موردمطالعه است. نیروی الکتریکی باعث می‌شود افت‌فشار ناشی از عبور جریان سیال از این دستگاه در مقایسه با حالت بدون الکتریکی به مراتب کمتر شود. در نتیجه، سیکلون مربعی قادر خواهد بود گستره وسیعی از ذرات را با بازده بالا و افت فشار کم جدا نماید.

کلیدواژه‌ها

جداسازی ذرات؛ سیکلون مربعی؛ میدان الکتریکی؛ بازده جداسازی؛ افت فشار

مراجع