مطالعه پارامترهای عملیاتی درون سانتریفیوژ گازی با استفاده از روش عددی در نرم افزار OpenFOAM

برای افزایش عملکرد یک سانتریفیوژ گازی که در صنعت غنی سازی اورانیم استفاده می شود، میدان جریان گاز درون آن بررسی و شبیه سازی می گردد. در این مطالعه، برای شبیه سازی جریان گاز درون روتور از روش دقیق و کامل معادلات ناویراستوکس با استفاده از روش CFD بهره گیری شده است. برای استفاده از روش CFD، برای اولین بار یک حلگر ضمنی کوپل شده و بر مبنای چگالی در نرم افزار اپن فوم (OpenFOAM) توسعه داده شد که از آن برای شبیه سازی جریان گاز درون روتور استفاده گردید. در یک روتور نمونه، توان جداسازی با تنظیم پارامترهای دبی خوراک، فشار دیواره، گرادیان دمای دیواره و نیروی درگ اسکوپ بهبود یافت. بررسی نتایج نشان داد کمیت های عملیاتی مقدار بهینه ای دارند که در آن مقدار بهینه، توان جداسازی بیشینه شده است. برای رسیدن روتور مدل به بیشینه توان جداسازی 87/12 کیلوگرم سو 6UF بر سال، شرایط بهینه روتور در دبی خوراک 90 گرم بر ساعت، فشار دیواره 44 تور، گرادیان دمای 25 کلوین و نیروی درگ 1557 دین تعیین شد. با انجام این مطالعه گام مهمی در ارتقا عملکرد جداسازی سانتریفیوژ برداشته شده است.