عنوان رساله: تحلیل عددی و تجربی فرایند جذب ذرات در فیلترهای الیافی
ارائهکننده: مرتضی طاهری استاد راهنمای اول: دکتر مهدی معرفت استاد راهنمای دوم: دکتر محمد ضابطیان استاد ناظر داخلی اول: دکتر علی جعفریان استاد ناظر داخلی دوم: دکتر رضا مداحیان استاد ناظر خارجی اول: دکتر محمدحسن سعیدی استاد ناظر خارجی دوم: دکتر سید علیرضا ذوالفقاری تاریخ: 1402/12/21 ساعت: 13 مکان: طبقه سوم دانشکده مهندسی مکانیک، کلاس 351
چکیده: در پژوهش حاضر به صورت تحلیلی، عددی و تجربی تاثیر فشردهسازیهای یکنواخت، غیریکنواخت و مورب بر عملکرد فیلتراسیون و ظرفیت نگهداری گرد و غبار فیلترهای الیافی نبافته بررسی شده است. راهکار فشردهسازی غیریکنواخت و مورب به عنوان رویکردی جدید برای افزایش عملکرد فیلتراسیون مطرح شده است. در بخش تحلیلی با استفاده از تئوری کلاسیک فیلتراسیون و بازده تک تار، تاثیر فشردهسازی یکنواخت بررسی شده است. در بخش عددی ابتدا با استفاده از رویکرد اویلری-لاگرانژی، حلگری برای فرایند نشست و انباشت ذرات در نرمافزار اوپنفوم توسعه یافته است. در حلگر توسعهیافته برای جلوگیری از عبور جریان سیال از سلولهایی که ذرات در آن نشست کرده، افت فشار مصنوعی ایجاد شده است. در مدلسازی، جریان سیال آرام، پایا و کوپل بین جریان سیال و ذرات یک طرفه در نظر گرفته شده است. جریان ذرات از نقاط تصادفی در ورودی جریان وارد میدان حل شده و فرض شده است که ذرات با اولین برخورد به الیاف میچسبند و امکان جدایش ذرات از الیاف در نظر گرفته نشده است. از ساختار ساده شده فیلتر با چیدمان الیاف منظم و جابهجا شده به منظور بررسی تاثیر فشردهسازی استفاده شده است. در 13 هندسه مختلف حالتهای فشردهسازی یکنواخت، غیریکنواخت، مورب حجم ثابت و حجم متغیر، عملکرد فیلتراسیون بررسی شده است. در بخش تجربی دو لایه فیلتر الیافی پلیپروپیلنی مختلف پس از 10 حالت مختلف فشردهسازی یکنواخت و غیریکنواخت، ضخامت و قطر الیاف آن اندازهگیری شده است؛ سپس با استفاده از بستر آزمون ساخته شده براساس استاندارد اشری 52.2 عملکرد لایههای مختلف بررسی شده است. نتایج تحلیلی، عددی و تجربی نشان داده که با فشردهسازی یکنواخت، بازده فیلتر برای بازهای از اندازه ذرات افزایش مییابد. همچنین نتایج عددی و تجربی نشان داده که با فشردهسازی غیریکنواخت نیز بازده برای بازهای از اندازه ذرات افزایش مییابد، ولی کمتر نسبت به حالت فشردهسازی یکنواخت. نتایج عددی نشان داده است که در حالت فشردهسازی مورب حجم متغیر بازده بارگذاری نسبت به حالت اولیه افزایش مییابد. اما در فشردهسازی مورب حجم ثابت بازده نسبت به حالت اولیه کاهش مییابد. نتایج تجربی نشان داده است که فشردهسازی یکنواخت و غیریکنواخت باعث افزایش بازده برای ذرات کوچکتر از 3 میکرومتر میشود. با فشردهسازی غیریکنواخت و مورب حجم متغیر ضریب کیفیت در نسبت و زاویه فشردگی پایین نسبت به حالت بدون فشردهسازی افزایش یافته است. بیشترین میزان افزایش ضریب کیفیت نسبت به حالت اولیه مربوط به فشردهسازیهای غیریکنواخت با نسبت فشردگی 14 و مورب حجم متغیر با زاویه فشردگی 20 است که به ترتیب 10.08 و 5.02 درصد بوده است.
