شبيه سازي CFD گندزدايي سيالات غير نيوتني در راكتورهاي فرابنفش

استفاده از پرتو فرابنفش یك فناوری اقتصادی و ایمن برای گندزدایی می باشد. مطالعه ای برای ارزیابی راكتورهای فرابنفش گندزدایی با استفاده از دینامیك سیالات محاسباتی انجام شده است. برای انجام شبیه سازی باید سه دسته از معادلات شامل هیدرودینامیك، تابش و سنتیك با یكدیگر حل شوند. از مدل اغتشاش k-ε Realizable و مدل تابش DO برای محاسبه توزیع شدت تابش استفاده شده است. با به دست آمدن میدان سرعت و شدت تابش و استفاده از معادله سنتیكی چك–واتسن، دیدگاه اولرین برای پیش بینی میزان حذف میكروارگانیسم ها در راكتور بكار برده شده است. سیالات مورد بررسی آب و سیال غیرنیوتنی سس سیب می باشد. برای صحت سنجی نتایج مقادیر حاصل از شبیه سازی آب با داده های آزمایشگاهی مقایسه شده و تطابق این داده ها به دست آمده است. نتایج نشان می دهد كه میزان حذف برای سس سیب كمتر از آب می باشد، چون سس سیب سیالی با ضریب جذب بالاست، بنابراین پروفایل تابش برای آن كمتر و درنتیجه تاثیر اشعه فرابنفش بر روی آن كمتر می باشد. پس كسر جرمی خروجی برای آن بیشتر از آب بوده و درنتیجه میزان حذف آن كمتر شده است. نتایج نشان می-دهد كه با افزایش دبی جرمی میزان حذف میكروارگانیسم ها كاهش می یابد زیرا با افزایش دبی جرمی زمان تماس پرتو فرابنفش با سیال كمتر شده و درنتیجه اثر آن در گندزدایی كاهش می یابد.

Using of Ultraviolet is safe and economical technology for disinfection. A computational fluid dynamic (CFD) study has been developed for evaluation of UV reactors. For simulation of UV reactors three sets of equation include of hydrodynamic, radiation, and kinetic have been solved simultaneously. The k- Realizable model has been used for turbulence regime and Discrete Ordinate method (DO) has been implemented for radiation profile. By obtaining of flow field and radiation profile and by using of Chick- Watson kinetic model the Eulerian framework has been done for gaining of inactivation rate. Water and apple sauce have been studied. The result of water simulation has been comprised with experimental data and their validations have been obtained. The result shows that the inactivation rate for apple sauce was less than water because its absorption coefficient is high. So radiation profile and its effect is less. The outlet mass fraction of apple sauce has been attained more than water and its inactivation has been gained less. The result shows that the inactivation rate has been reduced by increasing of mass flow because Ultraviolet residence time to fluid has been less and its influence has been decreased