مدل سازی عددی جریان در خشک کن پاششی دو جداره نیمه صنعتی و تعیین الگوی انتقال حرارت در دیواره به روش دینامیک سیال محاسباتی
Abstract
مدل سازی عددی جریان سیال درون خشک کن پاششی دو جداره به صورت تقارن محوری با استفاده از روش دینامیک سیال محاسباتی انجام و جهت مدل سازی جریان آشفته، از مدل k-ε استاندارد استفاده شده است. در این راستا، الگوی جریان هوا و تغییرات دمای درون محفظة خشک کن و در جدارة جریان هوای خنک آن بررسی و عایق مناسب نیز جهت سقف محفظه خشک کن انتخاب شد. برای بررسی میزان قابلیت اعتماد و صحت نتایج حاصل از شبیه سازی، در آزمایشگاه در ارتفاع های مختلف برج خشک کن و در فواصل مختلف شعاعی، تغییرات سرعت با سرعت سنج سیم داغ و تغییرات دما با حسگرهای نصب شده در خشک کن، اندازه گیری و با مقادیر حاصل از مدل سازی مقایسه شد. بر اساس نتایج حاصل از مدل سازی عددی، الگوی جریان هوا شامل یک هستة مرکزی پر سرعت است که به سمت پایین محفظة خشک کن گسترش می یابد. در اطراف هسته مرکزی گردابه هایی ایجاد می شود که باعث برگشت ذرات به طرف بالای برج خشک کن خواهد شد. دما در اطراف هسته مرکزی بیشتر است و با دور شدن از این هسته شروع به کاهش می کند و این روند تا ناحیة نزدیک دیواره ادامه می یابد. خطوط جریان در جدارة خنک کننده، نشاندهندة حرکت هموار لایه های جریان هوا در طول مسیر است. تغییرات سرعت در راستای محوری درون جدارة خنک کننده بسیار ناچیز است و بیشترین مقدار سرعت در خط مرزی وسط جداره وجود دارد. در جدارة خنک کننده در محل اتصال قسمت استوانه ای به قسمت مخروطی، اغتشاش اندکی وجود دارد که باعث تغییر مسیر جریان به سمت لایة بیرونی جدارة خنک کننده می شود. با در نظر گرفتن درصد کاهش اتلاف حرارتی، نسبت رسانش گرمایی به ضخامت عایق (k/l) محاسبه و بر اساس مقدار آن، جنس و ضخامت عایق انتخاب شد.