مطالعه پارامترهای عملیاتی درون سانتریفیوژ گازی با استفاده از روش عددی در نرم افزار OpenFOAM

برای افزایش عملکرد یک سانتریفیوژ گازی که در صنعت غنی­ سازی اورانیم استفاده می ­شود، میدان جریان گاز درون آن بررسی و شبیه ­سازی می­ گردد. در این مطالعه، برای شبیه ­سازی جریان گاز درون روتور از روش دقیق و کامل معادلات ناویراستوکس با استفاده از روش CFD بهره گیری شده است. برای استفاده از روش CFD، برای اولین بار یک حلگر ضمنی کوپل ­شده و بر مبنای چگالی در نرم­ افزار اپن­فوم (OpenFOAM) توسعه داده شد که از آن برای شبیه ­سازی جریان گاز درون روتور استفاده گردید. در یک روتور نمونه، توان جداسازی با تنظیم پارامترهای دبی خوراک، فشار دیواره، گرادیان دمای دیواره و نیروی درگ اسکوپ بهبود یافت. بررسی نتایج نشان داد کمیت­ های عملیاتی مقدار بهینه ­ای دارند که در آن مقدار بهینه، توان جداسازی بیشینه شده است. برای رسیدن روتور مدل به بیشینه توان جداسازی ۸۷/۱۲ کیلوگرم سو ۶ UF بر سال، شرایط بهینه روتور در دبی خوراک ۹۰ گرم بر ساعت، فشار دیواره ۴۴ تور، گرادیان دمای ۲۵ کلوین و نیروی درگ ۱۵۵۷ دین تعیین شد. با انجام این مطالعه گام مهمی در ارتقا عملکرد جداسازی سانتریفیوژ برداشته شده است.

کلیدواژه ها:

سانتریفیوژ گازی ، مطالعه پارامتریک ، روش عددی ، اپن فوم