آنالیز حساسیت، طراحی و بهبود فرآیند جداسازی فازی هیدروکربن جامد-مایع توسط هیدروسیکلون

بیش از پنجاه سال است که هیدروسیکلون‌های جداکننده‌ی مایع-جامد به‌عنوان یک تجهیز عملیاتی در صنایع مختلف به‌کار می روند. با توجه به اهمیت این موضوع، مطالعات آزمایشگاهی و عددی فراوانی جهت تخمین عملکرد هیدروسیکلون در زمینه ی افت فشار حاصل و بازده جداسازی (قطر حد جدایش ذره) انجام شده است. اغلب مطالعات عددی برای شبیه‌سازی الگوی جریان سیال درون سیکلون با نرم‌افزار تجاری Fluent انجام شده است. روش دیگر برای این ارزیابی، کاربرد CFD در نرم‌افزار COMSOL Multiphysics است. تمرکز این مطالعه بیشتر بر تاثیر سرعت مماسی ورودی و شناخت الگوی جریان به‌دلیل شبیه‌سازی CFD با نرم‌افزار قدرتمند COMSOL Multiphysics است. در این تحقیق همچنین روابط ارائه شده توسط چند محقق (روابط بارت، ایزیا-لیث، کوچ-لیچ، لاپل، موشلناتز، ریتما) را با داده‌های آزمایشگاهی شده تا عملکرد آنها نسبت به یکدیگر مشخص گردد. در این بین، روابط بارت و کوچ-لیچ که تطابق مناسبی با داده‌های مرجع داشتند برای آنالیز حساسیت انتخاب شدند. طبق نتایج مشخص شد سه متغیر هندسی مربوط به بدنه‌ی هیدروسیکلون تاثیر به‌سزایی بر عملکرد جداسازی دارند. نتایج نشان داد که با کاهش قطر دهانه‌ی خروجی سرریز و پهنای ورودی می‌توان ضریب بهره‌وری هیدروسیکلون را افزایش داد. در حالی که افزایش قطر بدنه‌ تاثیر منفی بر بهره‌وری هیدروسیکلون دارد. از سوی دیگر بازدهی سیکلون با افزایش اختلاف چگالی سیال-جامد و سرعت ورودی خوراک افزایش می‌یابد.