بررسی عوامل موثر بر نیروهای وارده بر اسکوپ در یک ماشین سانتریفیوژ گازی در شرایط سه بعدی با روش DSMC

در این مقاله به شبیه سازی سه بعدی اسکوپ درون روتور یک ماشین سانتریفیوژ گازی پرداخته شده است. شکل هندسی اسکوپ درون ماشین سانتریفیوژ، سه بعدی و انحنادار می باشد، در نتیجه جهت تحلیل رفتار صحیح جریان اطراف اسکوپ، شبیه سازی سه بعدی ضرورت دارد. به همین منظور با استفاده از نتایج این شبیه سازی، جریان اطراف دو اسکوپ محصول و پسماند به صورت سه بعدی مورد بررسی قرار گرفته است. با مقایسه بین نتایج شرایط عملیاتی فشار و دما، حاصل از شبیه سازی در ناحیه اسکوپ محصول و پسماند، مشاهده گردید که این مقادیر با فاصله اسکوپ از دیواره رابطه مستقیم دارند و مقادیر نیروی درگ در این دو ناحیه دارای اختلاف می باشند. بر اساس بررسی های صورت گرفته، دلایل اختلاف مقادیر نیروی درگ در نواحی اسکوپ محصول و پسماند؛ اثرات فشار، دما و سرعت مولکول های گاز است، که برآیند این اثرات به صورت مستقیم بر ضرایب انطباق ممنتوم و بر میزان اختلاف سرعت چرخشی سیال اطراف اسکوپ (محصول یا پسماند) و اسکوپ به ازای ارتفاع ، تاثیرگذار می باشد. هم چنین بر اساس نتایج به دست آمده، نیروی درگ اسکوپ محصول برابر با 2140 دین و مقدار نیروی درگ اسکوپ پسماند برابر با 1860 دین تعیین شدند.