مدلسازي عددي انتشار آلودگي در محيط هاي گازي و مايع توسط ديناميك سيالات محاسباتي

Modeling Liquid and Gaseous Emission in the Environment by Using Computational Fluid Dynamics Method

گسترش صنايع سبب مصرف هرچه بيشتر سوخت فسيلي شده است. باتوجه به عدم وجود تكنولوژي بازيافت، افزايش توليد منجربه افزايش پسماند مي گردد. اين پسماندها مي توانند مواد بلااستفاده بوده و يا حتي انرژي نهفته در مواد دورريز باشند. بعضي از پسماند ها رابه علت سميت بالا نمي توان به آساني مورد بررسي قرارداد و برخي ديگر را به علت دبي و دماي بالا نمي توان مورد آزمايش قرار داد. بنابراين در اكثر موارد، تجزيه و تحليل پسماندها در لحظه خروج از واحد صنعتي نيازمند تجهيزات خاص آزمايشگاهي مي باشد كه اين امربه سرمايه گذاري خاصي نياز داشته و مقرون به صرفه نمي باشد. براي جلوگيري از صرف هزينه هاي سنگين و انجام آزمايشات متعدد مي توان از علم ديناميك سيالات محاسباتي بهره گرفت. ديناميك سيالات محاسباتي اين توانايي را دارد تابا استفاده از خواص فيزيكي و شيميايي مواد مختلف، معادلات حاكم بر حركت سيالات، انتقال حرارت و انتقال جرم پديده هاي مختلف را مدلسازي نمايد. اين تكنيك علاوه بر اينكه به ابزار آزمايشگاهي نيازي ندارد، براي متخصصين امكان مدلسازي انواع و اقسام محيط هاي گازي و مايع فراهم مي آورد. دراين مقاله پكيج تجاري محاسباتي فلوئنت براي مدلسازي پديده هاي فيزيكي و شيميايي باتوجه به معادلات حاكم استخراج شده معرفي مي گردد. در انتها با آناليز نتايج بدست آمده براي اولين بار روشي جديد جهت مدلسازي انتشار آلودگي در محيط معرفي مي گردد. اين تكنيك با ادغام علم مهندسي مكانيك و علم محيط زيست ايجاد شده و راه كاري نوين براي مدلسازي انواع و اقسام آلاينده ها مي باشد.

The rise of consumerism in modern society and the increasing spread of industries to meet the needs of communities, is the reason of energy consumption. Due to the absence of full recovery technology, increased production led to an increase in waste production. This increase in waste is one of the main risk factors for humans and its environment. This waste can be unused materials (waste resulting from production) or even the latent energy in these waste. Some wastes are not easily investigated due to high toxicity and the others can not be tested due to high discharge temperature. So we can say that in most cases, analysis of industrial waste requires special equipment at the moment of leaving the exhuast that it would require certain investment and is not cost-effective. To avoid heavy costs and performing multiple tests, the computational fluid dynamics method can be used. Computational Fluid Dynamics has the ability to use physical and chemical properties of different materials, the governing equations of fluid flow, heat transfer and mass transfer phenomena and simulating them. In this article for the first time computational fluid dynamics is used to model liquid and gaseous emissions in the environment. In the first part of the paper the governing equations in the liquid and gaseous phase are derived. Then the use of computational fluid dynamics in solving these equations can be expressed. In the second part, the commercial computational package FLUENT is used to model physical and chemical phenomena. Finally by analyzing the results of the modeling, a new method for simulating liquid and gaseous emissions will be introduced.