فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) ابزاری است مناسب به منظور مطالعۀ رفتار جریان در مجرای قطره‌چکان‌ها و می ­تواند شرایط مختلف مدیریتی و محیطی منجر به تغییر در عملکرد آن‌ها را با صرف هزینۀ پایین و در مدت زمان بسیار کوتاه شبیه سازی کند. در این پژوهش، رفتار جریان و میزان رسوب‌گذاری در قطره‌چکان‌های تنظیم‌کنندۀ فشار با مجراهای مارپیچ در شرایط مختلف از نظر شوری و فشار آب بررسی گردید. برای این منظور، از نرم‌افزار COMSOL برای شبیه ­سازی­ ها استفاده شد و نتایج حاصل با داده‌های آزمایشگاهی مقایسه گردید. بررسی تغییرات سرعت و فشار نشان داد که مجراهای مارپیچ به دلیل داشتن دندانه‌ها باعث افزایش سرعت جریان تا 2/8 متر بر ثانیه می­شوند و از رسوب‌گذاری ذرات جلوگیری می‌کنند. با این حال، در نواحی گردابی و گوشه‌ها، سرعت جریان به صفر نزدیک می­شود و خطر تجمع رسوبات افزایش می‌یابد. تحلیل استهلاک فشار نشان داد که دندانه‌های متعدد، فشار جریان را در قطره‌چکان‌های مختلف از 57 تا 87 درصد کاهش می‌دهند. مقایسۀ تغییرات رسوب شبیه‌سازی‌شده و آزمایشگاهی نیز تطابق بالایی (R²=0.98) را نشان داد. نتایج بررسی­ها حاکی است افزایش فشار آب ورودی تا حدود 2/5 بار و شوری آب تا 12 دسی زیمنس بر متر موجب افزایش میانگین حجمی رسوبات به­ترتیب به­میزان 50 و 114 درصد می­شود و قطره‌چکان‌هایی که دارای ناحیه ته‌نشینی اولیه پیش از مجرای مارپیچ هستند، عملکرد ضدگرفتگی بهتری دارند. همچنین افزایش تعداد خروجی‌های جریان منجر به کاهش زمان ماند ذرات درون مجرا و کاهش خطر گرفتگی می‌شود.