بررسی تاثیر گرانروی بر عملکرد جداکننده دو مرحله‌ای گریز از مرکز با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی

Abstract

جداکننده‌های دو مرحله‌ای گریز از مرکز، جدیدترین نسل جداکننده‌های ثقلی مورد استفاده در پرعیارسازی و جدایش مواد معدنی هستند. رفتار و الگوی جریان در این جداکننده‌ها بسیار پیچیده است. یکی از پارامترهای کلیدی موثر بر عملکرد و کارایی جداکننده‌های دو مرحله‌ای گریز از مرکز، گرانروی سیال ورودی به جداکننده است. در این مطالعه، به منظور بررسی اثر گرانروی و چگالی سیال بر عملکرد و میدان جریان داخل یک جداکننده دو مرحله‌ای گریز از مرکز، از رویکرد دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و مدل فاز مجزا (DPM) استفاده شد. به همین منظور، مدل‌های حجم سیال و تنش رینولدز به ترتیب برای شناسایی سطح اشتراک بین هسته هوا و سیال ورودی و آشفتگی مورد استفاده قرار گرفت. با افزایش گرانروی و چگالی سیال، سرعت مماسی داخل جداکننده و حجم هسته هوا کاهش می‌یابد که منجر به کاهش کارآیی جدایش می‌شود. همچنین به دلیل افزایش مقاومت سیال، بازیابی واسطه در جریان شناور افزایش می‌یابد. با افزایش گرانروی سیال از 3-10×1 به 3-10×09/3 پاسکال ثانیه، مقدار بازیابی واسطه در مراحل اول و دوم جداکننده به ترتیب 56 و 24 درصد افزایش می‌یابد، حجم هسته هوا به ترتیب 39 و 30 درصد کاهش می‌یابد و خطای احتمال (Ep) نیز به ترتیب 98 و 131 درصد افزایش می‌یابد. افزایش سهم ذرات راه یافته به محصول میانی و نیز کاهش دقت جدایش در اثر افزایش گرانروی سیال از نتایج برجسته تحقیق حاضر بود که با استفاده از ردیابی ذرات فاز گسسته مشاهده شد.

Keywords

• جداکننده دو مرحله ای گریز از مرکز
• مدل تنش رینولدر
• هسته هوا
• دینامیک سیالات محاسباتی
• مدل فاز مجزا