شبیه سازی عددی عملکرد سایکلون گاز - جامد در دماهای بالا

بر خلاف هندسه ی ساده ی سایکلون ها، جریان درون آن ها بسیار پیچیده است. یکی از عواملی که این پیچیدگی را چند برابر می کند، تغییر درافت فشار جریان و راندمان جمع آوری ذرات جامد (نسبت تعداد ذرات به دام افتاده به تعداد کل ذرات تزریق شده) بر اثر تغییر دمای کاری آن است. دمای سیال یکی از پارامترهای تاثیرگذار بر رفتار جریان است. تغییر دمای سیال موجب تغییر خواص ترموفیزیکی و درنتیجه تغییر در الگوهای جریانی آن می شود. در این مقاله، اثر دمای سیال ورودی بر دو مشخصه ی عملکردی مهم سایکلون استیرماند راندمان بالا، افت فشار و راندمان جداسازی، با استفاده از اصول دینامیک سیالات محاسباتی موردمطالعه قرار گرفته است. جریان دوفازی درون سایکلون با رویکرد اویلری – لاگرانژی مدل سازی شد. شبیه سازی در محدوده ی دمایی 700-293 کلوین و در چهار سرعت ورودی مختلف با استفاده از روش حجم محدود به کمک مدل تلاطمی تنش رینولدز در شرایط نا پایا انجام شد. بررسی نتایج نشان می دهد که با افزایش دما، میزان چرخش ذرات و جریان در بدنه ی سایکلون کاهش یافته و درنتیجه، راندمان و افت فشار کاهش می یابند. به ازای هر 100 کلوین افزایش دما، بین 14% تا 16% کاهش افت فشار در دبی های مختلف مشاهده می شود. همچنین راندمان جمع آوری ذرات هم بین بیشینه و کمینه ی دما، حداکثر 64/4% کاهش می یابد.