روش هاي مدلسازي عددي نشست ذرات درمسائل صنعتي

Numerical modeling methods for particle deposition in common industrial problems

مدل سازي عددي به منظور تسلط بر جزئيات پيچيده نشست ذرات در مسائل صنعتي، اهميت بسياري دارد. شرايط و معادلات حاكم بر مدلسازي عددي تشكيل لايه نشست با توجه به عوامل مؤثر و نيروهاي تأثيرگذار، متفاوت مي­باشد. در تحقيق حاضر، پيشنهادي در خصوص استفاده از شرايط و معادلات حاكم بر نشست ذرات، ارائه­شده است. روش­هاي مدلسازي عددي برحسب دو ديدگاه لاگرانژي و اويلري تقسيم مي­شوند. براي مدلسازي نشست ذرات در نسبت حجمي بيشتر از3-10 از روش­هاي اويلري و در نسبت حجمي كمتر از3-10 از روشهاي لاگرانژي، استفاده مي­شود. در ميان روش­هاي اويلري، روش دريفت فلاكس متداول­تر است. در روش­هاي لاگرانژي، اگر ذرات كوچك باشند (نانومتري) و نسبت حجمي كمتر از 6-10 باشد به دليل بيشتر بودن نيروي واندروالسي بين ذرات و محل نشست، از شرط ديوار چسبناك استفاده مي­شود. بعلاوه با افزايش اندازه ذرات، بايد احتمال بازگشت دوباره آنها به جريان بررسي شود و در صورت بالا بودن سرعت جريان بايد احتمال جدايش ذرات از لايه رسوب در نظر گرفته شود. دما نيز بر نشست ذرات تأثيرگذار است. افزايش دما باعث تغيير فاز ذرات و در نتيجه آن نشست آن­ها در هنگام برخورد به سطح مي­گردد.

The numerical modeling of particle deposition in industrial problems is essential due to domination on intricate details of this phenomenon. In the present study, suggestions for properly using the governing equations and conditions have been presented. Modeling particle deposition phenomenon is generally divided into the Lagrangian and Eulerian approaches. Eulerian approaches are used to model particles deposition when the volumetric ratio is higher than 10−3 and The Lagrangian approaches are used for the volumetric ratio of particles less than 10−3. The Drift Flux method is more common among the Eulerian approaches than others. In Lagrangian approaches, if the particles are small (in Nano size), and the volumetric ratio of particles is less than 10−6 due to the greater Van der Waals force between the particles and deposition place, the condition of the sticky wall is invoked. Furthermore, with increasing the size of the particles, the possibility of rebounding after their collision should be investigated. Moreover, if the flow rate is high, the possibility of particles detachment from the deposited layer should be considered. Also, the temperature affects particles deposition. Increasing temperature changes the phase of the particles, and as a result, they settle when they hit the surface.