شبيه سازي CFD انتقال نيوماتيك ذرات پرپليمر و محاسبه سرعت ته نشيني آنها

CFD Simulation of Pre-Polymer Pneumatic Conveying and Calculation of their Saltation Velocity

: در اين پژوهش سرعت ته نشيني ذرات پرپليمر هنگام انتقال نيوماتيك با استفاده از ديناميك سيالات محاسباتي (CFD) به دست آمده است. شبيه سازي با استفاده از ديدگاه اولرين ـ لاگرانژين انجام شده است. براي حل عددي معادله هاي حاكم بر سامانه انتقال نيوماتيك در حالت پايا از روش حجم محدود براي فاز پيوسته و روش رانگ كوتا مرتبه پنجم براي فاز ناپيوسته استفاده شده است. مقايسه نتيجه هاي به دست آمده از شبيه سازي با رابطه تجربي موجود براي محاسبه افت فشار در خطوط انتقال نيوماتيك نشان مي دهد كه سرعت ته نشيني پيش بيني شده توسط شبيه سازي CFD به طور متوسط 6/17درصد نسبت به رابطه تجربي خطا دارد. تاثير افزايش سرعت ظاهري گاز بر افت فشار و همچنين تاثير در نظر گرفتن توزيع اندازه ذره ها بر سرعت ته نشيني مطالعه شده است. نتيجه هاي به دست آمده از شبيه سازي CFD نشان مي دهد كه با در نظر گرفتن توزيع اندازه ذره ها، سرعت ته نشيني و افت فشار خط انتقال افزايش مي يابد.

In the present study saltation velocity of particles during pneumatic conveying was calculated by Computational Fluid Dynamic (CFD). The Lagrangian approach was used for particle motion. The optimum condition in pneumatic conveying is achieved by minimum energy loss. The gas and particle motion equations were solved using a finite volume discretisation and Runge-Kutta schemes respectively. The results of CFD simulations and experimental correlation for uniform particles are in good agreement (average error 17.6%). In order to study the effect of Particle Size Distribution (PSD) on saltation velocity the real PSD of injected pre- polymer into gas phase polymerization reactor was used.