مطالعه و شبیه سازی حرکت و نشست ذرات کوچک تر از 200 میکرون در سرعت های مختلف باد با استفاده از نرم افزار فلوئنت
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی نفت و گاز، دانشگاه شیراز
2 استاد بخش مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی نفت و گاز، دانشگاه شیراز
3 استادیار بخش مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه شیراز
doi
10.29252/aridbiom.2019.1544چکیده
مقابله با گرد و غبار نیازمند شناخت دقیقتر عملکرد ذرات معلق در هوا و عوامل مؤثر بر آن است. به همین دلیل، حرکت ذرات گرد و غبار و نشست آنها، اهمیت ویژهای دارد. از میان روشهای مطالعه پدیدههای مربوط به این ذرات، شبیهسازی به کمک رایانه به دلیل هزینه کمتر و عدم نیاز به تجهیزات آزمایشگاهی یا ماهوارهای، مورد توجه است. هدف این پژوهش، شبیهسازی حرکت و نشست ذرات گرد و غبار با اندازه بین 001/0 تا 200 میکرون از جنس رس، تحتتأثیر سرعت باد 1، 3، 10 و 20 متر بر ثانیه بر روی زمین صاف و ساختمانهای فرضی با ارتفاع 6 و 12 متر میباشد. نرمافزار گمبیت برای ایجاد محیط شبیهسازی و نرمافزار فلوئنت برای حل معادلات پیوستگی و ناویر-استوکس به همراه معادلات آشفتگی به کار گرفته شده است. بر اساس نتایج، سرعت باد عاملی منفی در نشست ذرات گرد و غبار بر روی سطح زمین و ساختمان میباشد و این موضوع مستقل از ارتفاع ساختمان است. در نتیجه، ذرات زیر میکرون ماندگاری بیشتری در هوا دارند و کمتر از 10 درصد نشست میکنند پس میتوانند به نواحی دورتری انتقال یابند. هر چه ذرات بزرگتر باشند، مکانیزم گرانش در پدیده نشست آنها مؤثرتر است به گونهای که برای ذرات بزرگتر از 100 میکرون، میزان نشست بیش از 30 درصد به دست آمده است. در سرعت باد و اندازه ذرات یکسان، مانع سطحی 12 متری به دلیل جدایش جریان از سطح و ایجاد اغتشاش، نشست را به تعویق انداخته و حتی مقدار آن را برای ذرات کوچکتر از میکرون به کمتر از 1 درصد کاهش میدهد. نشست این ذرات با سرعت باد تغییر نمیکند ولی نشست ذرات بزرگتر از 10 میکرون با سرعت باد رابطه عکس دارد.