كاربرد روش ديناميك سيالات محاسباتي براي بررسي استفاده از دريچه‌هاي هدايت بخار در عمل‏كرد سيني غربالي

CFD study of the effect of vapor directional valve on the sieve tray performance

در این مقاله، یك مدل سه‏بعدی و دوفازی در چارچوب اولری- اولری برای پیش‌بینی هیدرودینامیك سینی‌ها با استفاده از نرم‏افزار CFX ارایه شده است. ابتدا هیدرودینامیك سینی غربالی شبیه‏سازی و با نتایج آزمایشگاهی داده‌های پیشین مقایسه شد. نتایج پیش‏بینی توافقی خوب با نتایج آزمایشگاهی داشتند. سپس برای بهبود الگوی جریان در سینی غربالی و از بین بردن نقاط مردابی و ساكن، از آرایش‏های گوناگون دریچه‏های هدایت بخار استفاده شد. بهترین آرایش از جنبه توزیع سرعت روی سینی، افت فشار و تشكیل حباب آرایش سینی غربالی به‏همراه 8 دریچه هدایت بخار(در گوشه‏های سینی) انتخاب شده است. مهم‏ترین عامل در طراحی دریچه‏ها نسبت سطح دهانه دریچه‌ها به كل سطح آزاد سینی تشخیص داده شد. این مشخصه بدون بعد برای آرایش هشت‏دریچه‏ای 31/14% است كه این محدوده برای طراحی دریچه‏ها روی سینی‌های غربالی پیشنهاد می‌شود. سینی بهبودیافته غربالی به‏همراه دریچه‌های طراحی‏شده روی آن می‌تواند در رفع تنگناهای سینی‌های موجود و هم‏چنین طراحی‌های آینده بدون تحمیل هزینه قابل‏توجه استفاده شود.  

In this paper, A 3D model in the Eulerian- Eulerian framework for the prediction of the two phase tray hydrodynamic with ANSYS CFX software was used. CFD of the sieve tray was validated with experimental data. Results showed  good agreement between an experimental simulation and CFD simulation. Then, to improve sieve tray performance and eliminate stagnant point on the tray, the different arrangement of the vapor directional valve was implemented. The best directional valve arrangement was 8 number valves on the sieve tray. The results show that the ratio of the vapor directional valve open area to the total hole area is an important parameter in the tray design. This dimensionless parameter for the 8 number arrangement is 14.31%. Therefore, this improved sieve tray with the optimum number directional valve can be used in the debottlenecking and future design of sieve trays.