عنوان پایان‌نامه
بهینه سازی عملکرد سیستم جذب ذرات در خط چهار کارخانه سیمان تهران
- رشته تحصیلی
- مهندسی محیط زیست -آلودگی هوا
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 59650;کتابخانه دانشکده محیط زیست شماره ثبت: ENV 1054
- تاریخ دفاع
- ۲۳ شهریور ۱۳۹۲
- دانشجو
- محمدامین وحیدی قزوینی
- استاد راهنما
- علیرضا نورپور
- چکیده
- برای شبیه‌سازی رفتار جریان سیال در خطوط مختلف تولید در کارخانجات و صنایع گوناگون، یکی از بهترین روش ها استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی است. در نهایت این روش می‌تواند منجر به دستیابی به راه حلی برای افزایش راندمان از نظر دلخواه طراح گردد. در این پایان‌نامه خط چهار کارخانه سیمان تهران به‌صورت عددی شبیه‌سازی شده است. برای این کار ابتدا شکل این خط به‌صورت سه بعدی و با ابعاد واقعی در نرم افزار گمبیت مدل‌سازی شده است. در این خط سه رسوب‌دهنده که دوتای آن ساخت شرکت FLS و دیگری ساخت شرکت LURGI است، موجود می‌باشند. در مدل‌سازی صفحات مشبک موجود در قبل از رسوب دهنده‌ها در نظر گرفته شده‌است. سپس هندسه موجود در همین نرم‌افزار شبکه بندی شده‌است. مدل ساخته شده برای حل عددی به نرم افزار فلوئنت برده شده است. در این نرم افزار هم‌مقدارهای فشار و بردارهای سرعت در کل خط چهار، به‌دست آورده شده است. تاثیر صفحات مشبک بر رفتار جریان دیده شده است. سپس دو مسیر مختلف یکی عبوری از رسوب دهنده LURGI و دیگری عبوری از رسوب دهنده FLS رسم شده است. روی این خطوط تعدادی نقطه برای به‌دست آوردن مقادیر فشار و سرعت در نظر گرفته شده است. نتایج این شبیه‌سازی نشان می‌دهد وجود صفحات مشبک باعث افت فشار در رسوب دهنده‌ها شده، همچنین مقدار فشار در رسوب دهنده‌ها تقریباً ثابت می‌ماند. از سوی دیگر این صفحات مشبک باعث کاهش سرعت در رسوب دهنده‌ها شده و مقادیر سرعت داخل آن‌ها در حدود یک متر بر ثانیه و تقریباً ثابت است. همچنین این صفحات مشبک باعث توزیع یکنواخت جریان داخل رسوب دهنده‌ها می‌شود. مسیر حرکت ذرات نیز با استفاده از مدل DPM در نرم افزار فلوئنت به‌دست آورده شده است. در نهایت با توجه به نتایج شبیه‌سازی روشی برای بهبود عملکرد این سیستم ارائه شده است. برای این کار کانالی شیبدار به‌جای کانال افقی موجود در قبل از رسوب دهنده LURGI طراحی شده است، که این کانال باعث افزایش سرعت به میزان 80 درصد نسبت به حالت قبل شده که در نتیجه باعث کاهش میزان رسوب ذرات به میزان 40 درصد می‌شود.
- Abstract
- For simulating the flow behavior in different production lines of various factories and industries, one of the most effective methods is to use the computational fluid dynamics. This method can finally lead to reach a solution for increasing the efficiency from the specific points of view of a designer. In the current dissertation, the production line 4 of Tehran cement factory has been simulated numerically. For this purpose, the shape of this line has been modeled using Gambit software in a three-dimensional format and with real dimensions. In this line, there are three electrostatic precipitators, two made in FLS and the other one in LURGI company. For modeling, the distribution plates that are positioned before the electrostatic precipitators have been under consideration. Afterwards, the available geometry in this software has been employed for grid generation. The constructed model was then transferred into Fluent software for numerical solution. In this software, the pressure counter and velocity vectors have been all obtained in the entire line 4. The impact of distribution plates on the flow behavior can be clearly observed. Next, two different routes were drawn, one passes through LURGI and the other one through FLS electrostatic precipitator. On these lines, several points have been taken into account to obtain the pressure and velocity values. The results of this simulation represent that these distribution plates have caused the pressure drop in electrostatic precipitators, and the pressure value in electrostatic precipitators remains relatively constant. On the other hand, these distribution plates have led the velocity drop in electrostatic precipitators and the velocity values inside them remain nearly constant, equal to approximately one meter per second. Moreover, these distribution plates have provided uniform flow distribution inside the electrostatic precipitators. The trajectory of particles has been obtained using DPM model in Fluent software. Eventually, according to the simulation results, a method has been presented to improve the performance of this system. For this purpose, a gradient duct has been designed in order to be utilized instead of the existing horizontal duct, which was located before LURGI electrostatic precipitator. This duct has caused an increase in the velocity by 80 percent, compared to the previous situation. As a result, sedimentation rate of particles reduced by 40 percent.
