بررسي امكان جداسازي دمايي و سرمايش مخلوط چند جزيي گاز طبيعي توسط لوله گردابه اي به كمك آناليز CFD

لوله گردابه‌ای وسیله‌ای است كه یك جریان گاز فشرده را به دو جریان سرد و گرم تقسیم می‌كند. دینامیك سیالات محاسباتی(CFD) یكی از ابزارهای مفید برای آنالیز، طراحی و افزایش مقیاس این تجهیزات می باشد. در این تحقیق امكان جداسازی دمایی و سرمایش مخلوط گاز طبیعی در لوله گردابه ای بررسی شده است. برای این منظور، یك مدل CFD دو بعدی با قرینه محوری (و جریان چرخشی ) در نظر گرفته شده است. مدل اولرین با بكارگیری روش حجم محدود و مدل استاندارد برای محاسبات آشفتگی جریان منظورشده است. پس از اطمینان از تطابق مدل انتخاب شده با داده‌‌های تجربی[15]، این مدل برای مدلسازی جریان گاز طبیعی مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج حاصل از مدلسازی، رفتار دمایی مورد نظر جریان در لوله گردابه ای را نمایش می دهد و نتایج پروفیل های شعاعی دمای كل، جداسازی دمایی و سرمایش جریان گاز مورد نظر در لوله گردابه ای را به خوبی نشان می دهد

The vortex tube is a device that separates a compressed gas flow into two cold and warm streams. Computational fluid dynamics (CFD) is a suitable tool for analysis, design and scale up of this equipment. In this work the possibility of temperature separation and cooling of the natural gas mixture in a vortex tube has been investigated. For this purpose, a two-dimensional steady axi-symmertic (with swirl) CFD model has been considered. Eulerian-Eulerian model with utilization of finite volume method has been used along with standard k-ε model to address turbulent behavior of the system. After confidence of model compatibility with experimental data, this model has been used for modeling of natural gas flow. The model results exhibits the temperature behavior expected from a vortex tube and radial profile of total temperature, accurately shows temperature separation and cooling of gas stream