شبیه‌سازی عددی و تحلیل عملکرد سامانه تمیزکننده پالس‌جت فیلتر گاز

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

چکیده

در مطالعه حاضر، یک سامانه تمیزکننده فیلتر گاز با پالس‌جت معکوس به‌طور کامل مورد شبیه‏سازی عددی قرار گرفته است. به منظور ارزیابی پارامترهای جریان، مدل سه‌بعدی کامل از سامانه مخزن پرفشار نیتروژن تا ورودی فیلترها در مخزن کم‌فشار گاز تمیزشونده مورد مطالعه قرار گرفته و جریان در داخل فیلترها بررسی شده است. صحت‏سنجی نتایج با استفاده از نتایج آزمایشگاهی موجود انجام شده است. نتایج نشان می‏دهد که مستقل از نوع شیر، پس از باز شدن آنی، در زمان کمتر از 0.5 ثانیه، پالس تمیزکاری ایجاد شده و جریان پس از این زمان به شدت مضمحل می‏گردد. اگرچه به دلیل نسبت فشار زیاد سامانه، جریان تمیزکاری با سرعت قابل ملاحظه القاء می‌شود؛ اما در هیچ قسمت از مجموعه خفگی و شوک وجود نخواهد داشت. جریان جت خروجی از نازل‌های توزیع‌کننده باعث ایجاد یک ونتوری مجازی در ورود به فیلتر شده و با افت فشار استاتیکی موضعی، مکش القائی ایجاد شده جریان ورودی به فیلتر را تا دو برابر افزایش خواهد داد. توزیع جریان تمیزکاری در راستای طول فیلتر یکنواخت نبوده و با توجه به اختلاف در مقادیر افت فشار در مسیر جریان، در ناحیه ابتدایی قابل توجه است و به مرور کاهش می‏یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Numerical Investigation of a Pulse-Jet Filter Cleaning System Performance

نویسندگان [English]

  • Amir Arefian
  • Navid Zehtabiyan-Rezaie
  • Reza Hosseini Abardeh
Department of Mechanical Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

In this study, numerical simulation of a pulse-jet filter cleaning system is conducted and its performance is investigated under pre-defined conditions. In the first step, 3D simulation of the system from high pressure tank to filter inlet is performed and the output is used as the input of second step. In second step, simulation is performed for filters with inlet mass flow rates calculated from the previous step. To validate the results, the results are compared to experimental data showing acceptable agreement. The results show that regardless of valve type, cleaning pulse generates after 0.5s and suddenly decreases afterward. No shock or choking is observed in the system. Another interesting result is induced flow generated after the nozzles, which increases filter inlet mass flow rate. In addition, axial distribution of filter outlet flow rate is not uniform, degrading from inlet to outlet. Finally, a complete parametric study is performed to investigate the effect of the tank pressure on the pressure difference in the filter which is an important index in cleaning performance analysis.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Pulse-jet
  • filter cleaning system
  • gas filter
  • compressible flow
  • Transient Flow