عنوان پایان‌نامه
تاثیر میدان الکتروستاتیک بر پخش و نشست ذرات معلق
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک - تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78011;کتابخانه پردیس البرز شماره ثبت: 1249;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78011;کتابخانه پردیس البرز شماره ثبت: 1249
- تاریخ دفاع
- ۱۱ مهر ۱۳۹۵
- دانشجو
- سیما ادیمی
- استاد راهنما
- بهرنگ سجادی
- چکیده
- این پایان نامه نتایج شبیه سازی سه بعدی فرایند رسوب در داخل یک غبار گیر الکترواستاتیک تک مرحله‌ای را با یک الکترود کرونا بررسی می‌کند. این مدل برای پیش بینی حرکت یون‌ها، گاز و ذرات جامد طراحی شده است. این جداکننده از دو صفحه‌ی جمع کننده‌ی موازی با یک الکترود کرونا در مرکز صفحات موازی تشکیل شده است که به آن ولتاژ بالای مستقیم اعمال می‌شود. عکس العمل‌های پیچیده بین سه پدیده‌ی میدان الکترواستاتیک، دینامیک سیالات و انتقال ذرات که بر فرایند غبار گیر الکترواستاتیک موثر هستند، در تمام مراحل شبیبه سازی اعمال شده‌اند. میدان الکترواستاتیک و چگالی بار فضای یونی در هنگام تخلیه کرونا به روش عددی برای معادلات پواسون و پیوستگی محاسبه شد. جزییات روند حل عددی و شبیه‌سازی ارائه شده است. محاسبات جریان گاز بوسیله معادلات نویر استوکس با روش میانگین‌گیری رینولدز در فلوئنت 1/16 بر اساس روش حجم محدود انجام پذیرفته است. تاثیرات آشفتگی با مدل k-? اعمال شده است. ترم چشمه اضافه شده به معادله جریان گاز به جهت تاثیرات میدان الکتریکی، بوسیله کوپل سیستم میدان الکتریکی و معادلات انتقال بار بوسیله توابع کاربر حل شده است. فاز ذرات بوسیله حل لاگرانژی با فعال کردن گزینه DRW در فلوئنت به همراه توابع کاربر برای حل نیروی الکترواستاتیک وارد بر ذرات مدل سازی شده است. تاثیرات سرعت‌های مختلف گاز در ورودی و همچنین ولتاژهای تحریک متفاوت بر روی سرعت حرکت ذره و عملکرد رسوب و همچنین موقعیت ذره در تزریق به طور کامل بررسی شده است. به طور کلی مشاهده شد که با افزایش ولتاژ، بازده افزایش یافته و مقدار این افزایش به قطر ذره بستگی دارد. همچنین افزایش سرعت ورودی باعث کاهش راندمان جمع آوری می‌شود. تاثیر میدان الکترواستاتیک بر روی ذراتی که به صفحات جمع آوری نزدیک‌ترند بیشتر از ذراتی هستند که در هنگام تزریق به محور کانال نزدیک‌ترند. در برخی حالات، نتایج شبیه‌سازی با داده‌های بیان شده در ادبیات موضوع مقایسه شده است.
- Abstract
- This thesis presents the results of a three-dimensional simulation of the entire precipitation process inside a single-electrode one-stage electrostatic precipitator (ESP). The model was designed to predict the motion of ions, gas and solid particles. The precipitator consists of two parallel grounded collecting plates with a corona electrode mounted at the center, parallel to the plates and excited with a high dc voltage. The complex mutual interaction between the three coexisting phenomena of electrostatic field, fluid dynamics and the particulate transport, which affect the ESP process, were taken into account in all the simulations. The electrostatic field and ionic space charge density due to corona discharge were computed by numerically solving Poisson and current continuity equations. The detailed numerical approach and simulation procedure is discussed and applied throughout the thesis. Calculations of the gas flow were carried out by solving the Reynolds-averaged Navier-Stokes equations using the commercial FLUENT 16.1 software, which is based on the Finite Volume Method (FVM). The turbulence effect was included by using the k-? model included in FLUENT. An additional source term was added to the gas flow equation to include the effect of the electric field, obtained by solving a coupled system of the electric field and charge transport equations, using the User-Defined-Function (UDF) feature of FLUENT. The particle phase was simulated using a Lagrangian-type Discrete Random Walk (DRW) model, where a large number of particles charged by combined field and diffusion charging mechanisms was traced with their motion affected by electrostatic and aerodynamic forces in turbulent flow using the Discrete Phase Model (DPM) and programming UDFs in FLUENT. The influence of different inlet gas velocities and excitation voltages on the particle migration velocity and precipitation performance were investigated. The effects of different gas velocities at the inlet as well as different excitation voltages on the speed of the particles and sediment yield as well as the position of the particle in injection fully investigated. In general, it was observed that by increasing the voltage, increased efficiency and the amount of the increase depends on the particle diameter. It also increases the input speed is reduced collection efficiency. Effect of electrostatic field on particles that are mostly closer to your collection when injected closer to the channel axis. In some cases, the simulation results were compared with expression data in the literature.
