مطالعه ترموكمپرسور بخار به‌منظور كاهش مصرف انرژي در خط توليد شكر به روش ديناميك سيالات محاسباتي

ترموكمپرسور به‌وسيله قسمت همگرا واگرا عمل فشرده‌سازي سيال ثانويه را انجام مي‌دهد. سادگي و نداشتن بخش متحرك، از جمله مزيت‌هاي آن نسبت به كمپرسورهاي مكانيكي است. فهم جامع از چگونگي عملكرد در داخل ترموكمپرسور، براي استفاده عملي از آن فوق‌العاده مفيد خواهد بود. ويژگي‌هاي ترموديناميكي جريان‌هاي ورودي و تغييرات آن‌ها در خروجي، مانند فشار، دما و سرعت نيازمند انجام شبيه‌سازي عددي مي‌باشد. در اين مطالعه از ديناميك سيالات محاسباتي و كدهاي تجاري انسيس فلوئنت براي نمايش جريان داخل ترموكمپرسور در جهت استفاده در كارخانه توليد شكر استفاده شده است. حلگر بر مبناي چگالي به‌عنوان حلگر جريان انتخاب شد و شرط مرزي نوع فشار ورودي براي هر دو جريان اوليه و ثانويه در ورودي و شرط مرزي فشار خروجي براي مرز خروجي جريان اختلاطي اعمال گرديد. از تابع ديواره‌ي استاندارد در نزديكي ديواره استفاده شد. نتايج نشان داد كه در بخش تخليه ترموكمپرسور، فشار از 0/1 بار به 0/32 بار تقويت شد و دما افزايشي در حدود 25 درجه نسبت به جريان ثانويه داشت. همچنين عدد ماخ به حدود 0.15 كاهش يافت. براي درك بهتر پديده اتفاق افتاده در داخل ترموكمپرسور تصاوير گرافيكي آورده شد. در كانتور مربوط به عدد ماخ ابتدا جريان به‌صورت فراصوت ايجاد شد، سپس با گذر از بخش سطح ثابت يك شوك اتفاق افتاد و جريان در ديفيوزر به‌صورت فروصوت درآمد. در انتها، نتيجه‌گيري شد كه ديناميك سيالات محاسباتي از پتانسيل خوبي براي پيش‌بيني عملكرد يك ترموكمپرسور به‌منظور استفاده در يك كارخانه توليد شكر برخوردار است.