شبيه‌سازي جداكننده‌هاي دو فازي گاز-مايع پره اي و بررسي تاثير كانال‌هاي خروجي مايع بر بازده جداسازي

Two phase gas- liquid vane demisters simulation and evaluating the effect of drainage channels on separation efficiency

در بررسي عملكرد جداكننده‌هاي گاز- مايع پره­اي تاكنون عمده تحقيقات بر بررسي تاثيرات مدل‌هاي جريان درهم، سرعت، فشار و اندازه قطرات متمركز بوده است. در اين پژوهش به بررسي تاثير كانال‌هاي خروج مايع بر بازده جداسازي قطرات مايع از جريان گاز، افت فشار و پروفايل سرعت سيال از طريق شبيه‌سازي اين فرآيند با استفاده از روش ديناميك سيالات محاسباتي (CFD) در حالت ناپايا پرداخته شده است. از ديدگاه اولري- لاگرانژي براي بررسي رفتار هيدروديناميكي قطرات مايع در جريان گاز و بررسي برهمكنش اين دو فاز در پره استفاده شده است. با استفاده از داده‌هاي تجربي موجود، مدل محاسباتي معتبرسازي شده است. در اين شبيه‌سازي، بازده دو پره با كانال خروج مايع و بدون آن مقايسه شده است. با توجه به نتايج حاصل از مدل CFD، افزايش بازده در اثر كانال­هاي خروج مايع اثبات گرديده است. مطابق محاسبات انجام پذيرفته بازده جداسازي قطرات مايع از فاز گاز در پره بدون كانال 3/23% و بازده براي پره كانالدار 22/72% است. همچنين در اين مطالعه تاثير كانال­هاي خروج مايع بر افت فشار جريان و محل­هاي جداسازي قطرات بررسي شده است.

Most researches have evaluated the performance of gas-liquid vane demisters by investigating the effects of turbulance models, velocity, pressure and droplet diameter. In this study, the effect of drainage channels on droplet separation efficiency, pressure drop and fluid velocity profile have been investigated applying the computational fluid dynamics (CFD) simulations in unsteady state conditions. Eulerian-Lagrangian approach was applied to model the hydrodynamic behavior of the droplet in gas phase and to evaluate the interactions of the two phases along the vane. The CFD model was validated using the corresponding experimental data. In these simulations, the efficiency was compared for a simple vane and a drainage channel enhanced vane. The CFD simulation results indicated improved removal efficiency of the vane with drainage channels compared with the simple vane. According to the simulation results, the separation efficiency for the simple vane and the drainage channel enhanced vane were 23.3% and 72.22% , respectively. In addition, in this research, the effect of the drainage channels on pressure drop and the entrainment locations in the vane was disscussed.