Modèle de séparation de chambre

Les résultats de la Fig. 8 impliquent qu`un noyau de Vortex gazeux sera formé sur l`axe de la chambre de tourbillon lorsque les bulles se coalesseront sur l`axe du vortex. Dans le but de prédire la formation du noyau gazeux, l`approche level-set est appliquée avec un modèle de transition pour simuler le noyau gazeux après la collecte des bulles au centre Vortex. La Fig. 11 montre le développement d`un tel noyau gazeux sur l`axe de la chambre de tourbillon, car les bulles se Coalesse sur l`axe du vortex. Comme les bulles poussent au-delà d`une taille de seuil et/ou fusionnent pour augmenter le volume au-delà de cette taille, le modèle numérique initie les suivis comme des interfaces quadrillées de gaz-liquide, qui sont modélisés par l`intermédiaire de la méthode level-set. Comme on le voit dans la Fig. 11, une cavité allongée se forme ensuite le long de l`axe du vortex et se transforme en un tube gazeux-vaporeux. La Fig. 12 affiche une vue latérale d`une séquence temporelle de la formation du noyau gaz/vapeur et de l`évolution de la forme sur l`axe du tourbillon.

Le gaz dans la cavité peut alors être aspiré hors de l`axe à travers un orifice. Le flux d`équilibre formé par la capture et l`extraction de gaz est le prochain défi de ce projet de modélisation et sera abordé dans les travaux futurs. Le champ d`écoulement indiqué dans la section précédente est utilisé pour étudier les effets de champ de gravité sur le comportement de bulle à l`intérieur de la chambre de tourbillon. Pour les calculs de la dynamique des bulles à l`aide du modèle numérique actuel, toutes les propriétés de gaz et d`eau sont définies à 20 ° c. Le tableau 2 énumère les propriétés du gaz et du liquide utilisées dans l`étude en cours. Pour simuler le flux Vortex à l`intérieur de la chambre de tourbillon, on utilise un modèle LES (grand Eddy simulation). Une fonction de filtrage (Leonard, 1974) est appliquée à l`équation de l`élan, ce qui entraîne un terme additionnel, ∇ ⋅ τ ̄, à partir des termes de convection non linéaire. τ ̄ est la contrainte de l`échelle de la sous-grille qui peut être modélisée à l`aide du modèle Smagorinsky (Smagorinsky, 1963). En utilisant l`approximation de Boussinesq, la contrainte de l`échelle de la sous-grille peut être reliée au tenseur du taux de déformation; La modélisation numérique du flux de mélange pétillant dans le séparateur permet de tenir compte des effets de l`accélération de la gravité sur la séparation et fournit des informations nécessaires pour comprendre la physique et pour guider la conception et l`optimisation du système.

Dans l`étude actuelle, une méthode eulérienne-lagrangienne que nous avons développée est appliquée pour modéliser le flux de mélange bulle/liquide à deux phases à l`intérieur de la chambre de tourbillon (Chahine, 2008; Chahine et coll., 2014; Hsiao et Chahine, 2012; Hsiao et coll., 2013).