شبيه‌سازي عددي عملكرد سايكلون گاز- جامد در دماهاي بالا

بر خلاف هندسه‌ي ساده‌ي سايكلون‌ها، جريان درون آن‌ها بسيار پيچيده است. يكي از عواملي كه اين پيچيدگي را چند برابر مي‌كند، تغيير درافت فشار جريان و راندمان جمع‌آوري ذرات جامد (نسبت تعداد ذرات به دام افتاده به تعداد كل ذرات تزريق شده) بر اثر تغيير دماي كاري آن است. دماي سيال يكي از پارامترهاي تاثيرگذار بر رفتار جريان است. تغيير دماي سيال موجب تغيير خواص ترموفيزيكي و درنتيجه تغيير در الگوهاي جرياني آن مي‌شود. در اين مقاله، اثر دماي سيال ورودي بر دو مشخصه‌ي عملكردي مهم سايكلون استيرماند راندمان بالا، افت فشار و راندمان جداسازي، با استفاده از اصول ديناميك سيالات محاسباتي موردمطالعه قرار گرفته است. جريان دوفازي درون سايكلون با رويكرد اويلري – لاگرانژي مدل‌سازي شد. شبيه‌سازي در محدوده‌ي دمايي 700293 كلوين و در چهار سرعت ورودي مختلف با استفاده از روش حجم محدود به كمك مدل تلاطمي تنش رينولدز در شرايط نا پايا انجام شد. بررسي نتايج نشان مي‌دهد كه با افزايش دما، ميزان چرخش ذرات و جريان در بدنه‌ي سايكلون كاهش‌يافته و درنتيجه، راندمان و افت فشار كاهش مي يابند. به ازاي هر 100 كلوين افزايش دما، بين 14% تا 16% كاهش افت فشار در دبي‌هاي مختلف مشاهده مي‌شود. همچنين راندمان جمع‌آوري ذرات هم بين بيشينه و كمينه‌ي دما، حداكثر 64/4% كاهش مي‌يابد.