علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

اثر میدان الکتریکی بر عملکرد یک سیکلون مربعی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
گروه 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
موضوعات

عنوان مقاله English

Effect of electric field on the performance of a square cyclone

نویسندگان English

Mahsa Fathi
Morteza Bayareh
Department of Mechanical Engineering, Shahrekord University, Shahrekord, Iran
چکیده English

The separation of solid particles from the liquid or gas phase is commonly done using mechanical devices, the most important of which are cyclones. The simple structure and low production and maintenance costs have increased the use of cyclone separators in the electricity, petrochemical, cement, wood, etc. industries. This study assesses an electric field's impact on a square cyclone's performance. Reynolds stress method is used to model turbulent flow. One-way coupling is employed to track solid particles and the Eulerian-Lagrangian approach is used to model two-phase flow. A lithium-ion battery applies the electric field to the cyclone body, and the tangential velocity, axial velocity, and pressure drop are compared at different voltages. The results demonstrate that the applied voltage, in addition to increasing the tangential and axial velocities, which causes an increase in the centrifugal force in the cyclone, stabilizes the flow and brings purer air into the vortex. The increase in efficiency and decrease in pressure drop due to the application of the electric field indicates an improvement in the performance of the studied cyclone. The electric field makes the pressure drop caused by the fluid flow passage through the device much less than the device when the voltage is zero. As a result, the square cyclone can separate a wide range of particles with high efficiency and low pressure drop.

کلیدواژه‌ها English

Particle separation
Square cyclone
Electric field
Separation efficiency
Pressure drop
 
 
ارسال نظر در مورد این مقاله
نام را وارد کنید.
نشانی پست الکترونیکی را به درستی وارد کنید.
وابستگی سازمانی را به درستی وارد کنید.
توضیحات را وارد کنید (حداقل 50 حرف)
CAPTCHA Image
شناسه امنیتی را به درستی وارد کنید.