احسان ایزدپناه

در کار حاضر، از روش شبکه بولتزمن به عنوان ابزاری توانمند در شبیه سازی جریانهای با هندسه های پیچیده و متغیر با زمان، جهت بررسی افت فشار و بازده جمع آوری ذرات مربوط به یک فیلتر فیبری در حال بارگذاری بهره گرفته شده است. محیط فیلتر فیبری با استفاده از مجموعه ای از سیلندرهای با چیدمان تصادفی مدل شده است. برای دنبال کردن ذرات در محیط فیلتر و تعیین بازده جمع آوری ذرات در شرایط مختلف فیلتر در حال بارگذاری، از دیدگاه لاگرانژی استفاده شده است. تغییر شرایط هندسی فیلتر در اثر ایجاد دندریت های رسوب، بر میدان سیال و درنتیجه بر حرکت ذرات تزریق شده ی بعدی لحاظ شده است. اثر عدد رینولدز جریان عبوری از فیلتر بر روی افت فشار و بازده جمع آوری ذرات در طول زمان بارگذاری فیلتر بررسی شده است. مشاهده شده است که رسوب ذرات مخصوصاً ذرات با اندازه های کوچکتر در ابتدا روی فیبرهای عقبی در محیط فیلتر اتفاق می افتد و فیبرهای جلویی در مراحل پیشرفته تر در جذب ذرات تأثیر بیشتری دارند. در مورد ذرات نسبتاً درشت تر، رسوب ذرات بیشتر روی فیبرهای جلویی اتفاق می افتد. عدد استوکس و ضریب ته نشینی همچنان به عنوان پارامترهای کلیدی بر عملکرد فیلتر در حال بارگذاری تأثیرگذارند در حالی که عدد رینولدز به تنهایی نمی تواند معیاری برای سنجش شرایط فیلتراسیون باشد. فرض همواره تمیز بودن فیلتر منجر به برآورد نسبت افت فشار و بازده ی جمع آوری ذرات کمتر از مقدار پیش بینی شده توسط فیلتر در حال بارگذاری می شود.