عنوان پایان‌نامه
مدل سازی باردار شدن پودرها در اثر اصطکاک به روش ذره گسسته
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی-کاتالیست
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1775.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76619;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1775.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76619
- تاریخ دفاع
- ۰۳ مرداد ۱۳۹۵
- دانشجو
- یاسمن نوروزی
- استاد راهنما
- رضا ضرغامی
- چکیده
- در پایان نامه پیش رو پدیده باردار شدن ذرات در اثر اصطکاک در فرآیند حمل بادی در یک ترایبوشارژر با دیواره عایق مورد مطالعه قرار گرفته‌است. برای پیش‌بینی درست رفتار ذرات در داخل سامانه، نیاز به یک مدل صحیح است تا بتواند برهمکنش بین ذره-ذره و ذره-سیال را به درستی بیان کند. همچنین برای توضیح فرآیند انتقال بار، نیاز به مدلی است که بتواند میزان انتقال بار در هر برخورد را به درستی پیش‌بینی کند. به همین منظور از مدل تلفیقی دینامیک سیال محاسباتی و المان مجزا، در کنار مدل انتقال بار کندانسور برای شبیه‌سازی این فرآیند استفاده شده‌است. برخوردهای ذرات نیز بر اساس روش کره نرم و مدل خطی فنر-ضربه‌گیر مدل‌سازی شده‌اند. سپس نتایج بدست آمده از شبیه‌سازی با نتایج آزمایشگاهی که توسط گروه پروفسور صالح در دانشگاه کمپین ارائه شده‌اند، اعتبارسنجی شده‌است. این نتایج شامل بار تجمعی ذرات خروجی از ترایبوشارژر هستند که به وسیله یک فنجان فارادی اندازه‌گیری شده‌اند. نتایج حاصل از شبیه‌سازی نشان داده‌اند که مدل ارائه شده، پدیده انتقال بار در حمل بادی را به خوبی پیش‌بینی کرده‌است. به علاوه مشاهده شد که تعداد برخوردهای ذرات با دیواره، در پایین لوله بیش‌تر از بالای آن است. سپس اثر تعدادی از پارامترهای مدل روی فرآیند انتقال بار بررسی شد. این بررسی‌ها نشان می‌دهد که افزایش ثابت انتقال بار منجر به افزایش بار ذرات خروجی از سامانه می‌شود. به علاوه با افزایش فاصله بحرانی انتقال بار، بار تجمعی ذرات با گذشت زمان به میزان بیش‌تری کاهش می‌یابد. در ادامه مشاهده شد که بار تجمعی ذرات با افزایش شدت جریان جامد افزایش یافته‌است. سپس اثر توزیع اندازه ذرات ورودی به سامانه روی بار ذرات خروجی مورد مطالعه قرار گرفت و مشاهده شد که هرچه تعداد ذرات با قطر بیش‌تر در داخل سامانه بیش‌تر باشد، بار تجمعی ذرات خروجی بیش‌تر می‌شود. با بررسی اثر ضریب ارتجاعی ذره روی فرآیند انتقال بار مشاهده شد که مقدار بار تجمعی ذرات با افزایش مقدار ضریب ارتجاعی ذره افزایش می‌یابد. همچنین بار ذرات خروجی از ترایبوشارژر با افزایش ضریب اصطکاک ذره-دیواره افزایش یافت. بررسی اثر ضریب مقاومت غلتیدن نشان داد که با کاهش میزان ضریب مقاومت غلتیدن میزان بار تجمعی ذرات افزایش یافته‌است.
- Abstract
- In this thesis, tribo-charging of particles during pneumatic conveying in a tribo-charger with insulator wall was studied. An accurate model is essential for predicting behavior of particles in this system, which investigates particle-particle and fluid-particle interactions correctly. In addition, a model that can predict the amount of charge transfered in a contact correctly, is needed for explaining the charge transfer phenomenon. For this purpose, a model which is the combination of computational fluid dynamics and discreet element method (CFD-DEM), along with condenser charge transfer model, are used for simulating this process. The soft sphere contact scheme and linear dash-pot spring model are used for modeling impacts of particles. The results of simulation are validated by experimental results presented by Saleh et al. from University of Technology of Compiègne. These results include the accumulative particle charges, measured by a Faraday cup. Simulation results showed that presented model predicts the charge transfer phenomenon in pneumatic conveying satisfactorily. Observations demonstrate that most of the particle-wall contacts occurred at lower parts of the transfer pipe. Then, effects of some parameters of model on charge transfer phenomenon were studied. These studies indicated that the amount of charge on particles increases with the charge efficiency, while increasing the critical gap decreases the charge transfer over time. Furthermore, observations showed that the accumulative particle charge increases with solid flow rate. Particle size distribution effect on particle accumulative charge was also investigated. Results proved that particle accumulative charge increases with increasing the number of larger particles in the system. Another research on restitution coefficient of particles showed that particle accumulative charge increases with restitution coefficient. Charge of particles leaving the tribocharger increased with wall-particle friction coefficient. Investigations into the rolling resistance coefficient of particles, showed that particle accumulative charge increases when the rolling resistance coefficient decreases. Keywords: Modeling, Tribocharging, CFD-DEM, Validation, Pneumatic Conveying.
