مطالعه عددی پخش و نشست ذرات کروی با اندازه نانو و میکرو در جریان گاز تراکم ناپذیر آشفته در داخل یک کانال دارای زبری مصنوعی

پدیده پخش و نشست ذرات نانو و میکرو در جریان آشفته در چند دهه گذشته مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله، پخش و نشست ذرات در جریان آشفته تراکم ناپذیر دوفازی گاز- ذره در داخل کانال دوبعدی دارای زبری مصنوعی (برجستگی های منظم) مستطیلی با استفاده از روش اویلری- لاگرانژی مورد بررسی قرار گرفته است. جریان فاز گاز با استفاده از مدل آشفتگی RSM با تابع بهبودیافته دیواره شبیه سازی شده است. اعتبارشبیه سازی جریان فاز گاز با مقایسه نتایج آن با داده های تجربی موجود برای جریان آشفته توسعه یافته در یک کانال نامتقارن بررسی شده است. ردیابی ذرات در فاز گسسته با استفاده از مدل لاگرانژی انجام شده است. معادله لاگرانژی حرکت ذره شامل نیروی درگ، نیروی گرانش، نیروی بالابر سافمن و نیروی براونی می باشد. اعتبارسنجی شبیه سازی حرکت ذرات با مقایسه بین نتایج حاضر با معادلات تجربی و نتایج معتبر قبلی برای حرکت ذرات داخل یک کانال دوبعدی صاف انجام شده است. نتایج شبیه سازی فاز گاز نشان می دهد که با افزایش ارتفاع زبری مصنوعی، گردابه های ایجاد شده در فضای بین دو زبری بزرگتر می شود. نتایج فاز ذرات نشان می دهد که مقادیر رسوب در کانال های دارای زبری مصنوعی، تابع دو عامل نیروی گرانش و الگوی جریان گاز در فضای بین دو زبری می باشد. مقادیر رسوب برای ذرات سبک، بیش تر تابع الگوی جریان در فضای بین دو زبری می باشد و با بزرگتر شدن ذرات، اثر الگوی جریان کمتر و اثر نیروی گرانش بیش تر می شود.