 |
حذف آلاینده از پساب در زلال ساز ثانویه با رسوب گذاری
معرفی
تصفیه فاضلاب یک فرآیند چند مرحله ای برای حذف آلاینده ها است. ابتدا ذرات بزرگ و جامد از طریق ته نشینی، شناورسازی و فیلتراسیون حذف می شوند. در مرحله دوم، تصفیه بیولوژیکی باعث می شود که ذرات کوچکتر جمع شوند و به اصطلاح لخته ها را تشکیل دهند. این لخته ها را می توان به راحتی از بین برد، به عنوان مثال از طریق ته نشینی. مثال حاضر جداسازی لخته ها از آب را در یک زلال ساز ثانویه دایره ای بررسی می کند. برای مدل‌سازی جریان چند فازی آشفته در مخزن، این مثال از مدل مخلوط انتقال فاز، جریان آشفته، رابط چندفیزیکی k – ε استفاده می‌کند.
تعریف مدل
هندسه مدل در شکل 1 نشان داده شده است .
شکل 1: مقطع شفاف کننده دایره ای.
زلال ساز دارای قطر 24 متر و پایین شیب ملایمی است که باعث می شود عمق بین 3.3 تا 4 متر متغیر باشد و به یک قیف در مرکز مخزن متصل است. لجن ورودی که از مخلوطی از لخته های جامد و آب تشکیل شده است از طریق ورودی در وسط مخزن وارد می شود. در زلال ساز، گرانش باعث می شود که لخته ها در کف مخزن ته نشین شوند. مخزن دارای دو خروجی است. یکی در مرکز، در پایین قیف قرار دارد. هدف از این خروجی حذف لخته های رسوب شده از مخزن است. همانطور که در شکل نشان داده شده است یک خروجی محیطی برای آب تصفیه شده نیز وجود دارد. شکل 2 مدل تقارن محوری 2 بعدی مربوطه را نشان می دهد.
شکل 2: نمایش متقارن محوری از هندسه شفاف کننده.
مخلوط به صورت جت وارد زلال ساز می شود. عدد رینولدز بر اساس سرعت ورودی و قطر 5·10 5 است ، به این معنی که جریان آشفته است. پس از برخورد با سطح آزاد، مخلوط پخش می شود و باعث می شود تولید تلاطم با فاصله شعاعی از ورودی کاهش یابد. جریان متلاطم در مخزن تمایل دارد فازها را با هم مخلوط کند و بنابراین تأثیر منفی بر فرآیند جداسازی دارد. هدف از این مثال بررسی جریان چند فازی آشفته در زلال ساز ثانویه دایره ای است.
برای سادگی، می توانید لخته ها را به صورت ذرات جامد کروی با اندازه مساوی مدل کنید. برای حل سرعت و فشار مخلوط می توانید از مدل جریان آشفته، رابط k – ε استفاده کنید. رابط فاز انتقال را می توان برای حل کسری حجم فاز استفاده کرد. برای اطلاعات بیشتر به تئوری در راهنمای کاربر ماژول CFD مراجعه کنید .
شرایط مرزی
در ورودی، سرعت 1.25 متر بر ثانیه و کسر حجمی فاز پراکنده 0.003 است . شدت تلاطم روی 5% (متوسط) تنظیم شده و مقیاس طول آشفتگی به طور خودکار از هندسه محاسبه می شود. سرعت در خروجی پایین روی 0.05 متر بر ثانیه تنظیم شده است، در حالی که یک فشار ثابت در خروجی محیطی تنظیم شده است. حالت لغزش روی سطح آزاد و شرایط تقارن محوری در خط مرکزی اعمال می شود.
شرایط اولیه
در ابتدا، سرعت و همچنین کسر حجمی فاز جامد در کل زلال‌ساز صفر است.
نتایج و بحث
شکل 3 خطوط جریانی از سرعت مخلوط و کسر حجمی فاز پراکنده را پس از 12 ساعت نشان می دهد که در این زمان محلول به حالت پایدار نزدیک است. اثرات متضاد ته نشین شدن گرانش و پراکندگی ذرات ناشی از تلاطم، شیب کسری حجمی را در داخل ایجاد می کند. بزرگی نرخ کرنش مخلوط (و در نتیجه تولید تلاطم) با فاصله شعاعی از خط مرکزی کاهش می‌یابد، و در خروجی محیطی، ته‌نشینی بر پراکندگی آشفته غالب است. این اجازه می دهد تا جریان نسبتاً واضحی داشته باشد.
شکل 3: خطوط جریان با سرعت مخلوط و کسر حجمی فاز جامد پس از 12 ساعت، زمانی که جریان به محلول حالت پایدار رسید.
همانطور که در شکل 3 مشاهده می کنید ، حداکثر کسر حجمی کمتر از 1٪ است .
شکل 4 شار جرم فاز پراکنده در ورودی و دو خروجی را نشان می دهد.
شکل 4: شار جرمی فاز پراکنده در ورودی (آبی)، خروجی محیطی (سبز) و خروجی مرکزی (قرمز).
شار جرم فاز پراکنده شده توسط
که در آن j , eff شار فاز پراکنده موثر است
محاسبه نرخ حذف از نتایج نشان می‌دهد که زلال‌کننده 0.52-0.10 = 0.42 کیلوگرم ذرات جامد در ثانیه را حذف می‌کند . راندمان جداسازی حدود 81 درصد است .
شکل 5 یک برش از حجم جاروب شده زلال ساز را با خطوط جریان برای هر فاز پس از 12 ساعت نشان می دهد.
شکل 5: کسر حجمی فاز پراکنده و خطوط جریان برای میدان های سرعت پراکنده (سیاه) و پیوسته (سفید).
برای بررسی بیشتر عملکرد شفاف کننده، می توانید مدل را به روش های مختلفی به راحتی تغییر دهید. به عنوان مثال، می‌توانید هندسه را با افزودن بافل، تغییر سرعت ورودی و خروجی، افزایش کسر حجمی فاز پراکنده در لجن ورودی، یا تغییر چگالی و اندازه ذرات پراکنده اصلاح کنید.
نکاتی درباره پیاده سازی COMSOL
راه اندازی یک مدل جریان چند فازی با مدل مخلوط انتقال فاز، رابط جریان آشفته ساده است. برای ساده کردن شروع محاسبه گذرا، می توانید به تدریج سرعت ورودی و خروجی را از صفر به مقادیر ثابت آنها افزایش دهید. برای این منظور از یک تابع Step برای اجرای یک تابع گام صاف که به تدریج از صفر به یک افزایش می یابد استفاده کنید.
مسیر کتابخانه برنامه: CFD_Module/Multiphase_Flow/sedimentation_ptmm
دستورالعمل های مدل سازی
از منوی File ، New را انتخاب کنید .
جدید
در پنجره جدید ، روی 
Model Wizard کلیک کنید .
Model Wizard کلیک کنید .مدل جادوگر
1 | در پنجره Model Wizard ، روی  2D Axismetric کلیک کنید . |
2 | در درخت Select Physics ، Fluid Flow>Multiphase Flow>Phase Transport Mixture Model>Turbulent Flow>Turbulent Flow k- ε را انتخاب کنید . |
3 | روی افزودن کلیک کنید . |
4 |  روی مطالعه کلیک کنید . |
5 | در درخت انتخاب مطالعه ، General Studies>Time Dependent را انتخاب کنید . |
6 |  روی Done کلیک کنید . |
هندسه 1
برای ساده کردن دستورالعمل ها، یک دنباله هندسی آماده را وارد کنید. دستورالعمل های گام به گام کامل برای هندسه را می توان در ضمیمه – دستورالعمل های مدل سازی هندسه یافت .
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی Insert Sequence کلیک کنید و Insert Sequence را انتخاب کنید . |
2 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل sedimentation_ptmm_geom_sequence.mph دوبار کلیک کنید . |
3 | در نوار ابزار Geometry ، روی  ساختن همه کلیک کنید . |
از لبه های کنترل مش برای به دست آوردن شبکه ای که با برش آشفته تراز باشد استفاده کنید .
لبه های کنترل مش 1 (mce1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Virtual Operations کلیک کنید و Mesh Control Edges را انتخاب کنید . |
2 | در باله شی ، فقط مرزهای 8، 10 و 11 را انتخاب کنید. |
ممکن است انتخاب مرزها با استفاده از پنجره Selection List آسانتر باشد . برای باز کردن این پنجره، در نوار ابزار Home روی Windows کلیک کرده و Selection List را انتخاب کنید . (اگر از دسکتاپ کراس پلتفرم استفاده می کنید، ویندوز را در منوی اصلی پیدا می کنید.)
3 | در نوار ابزار Geometry ، روی  ساختن همه کلیک کنید . |
4 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
تعاریف جهانی
پارامترهای 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Global Definitions روی Parameters 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پارامترها ، بخش پارامترها را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | اصطلاح | ارزش | شرح |
rho_c | 1000 [kg/m^3] | 1000 کیلوگرم بر متر مکعب | چگالی فاز پیوسته |
ما_ج | 1e-3[Pa*s] | 0.001 پاس | ویسکوزیته فاز پیوسته |
rho_d | 1100 [kg/m^3] | 1100 کیلوگرم بر متر مکعب | چگالی فاز پراکنده |
DD | 0.2[mm] | 2E-4 متر | قطر ذرات فاز پراکنده |
یک ویژگی تابع Step اضافه کنید تا از آن برای افزایش تدریجی سرعت ورودی و خروجی از صفر به مقادیر ثابت آنها استفاده کنید.
تعاریف
مرحله 1 (مرحله 1)
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Functions کلیک کنید و Local>Step را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مرحله ، برای گسترش بخش Smoothing کلیک کنید . |
3 | قسمت Parameters را پیدا کنید . در قسمت متن مکان ، 1 را تایپ کنید . |
4 | بخش Smoothing را پیدا کنید . در قسمت متنی Size of transition zone ، 2 را تایپ کنید . |
5 |  روی Plot کلیک کنید . |
متغیرهای 1
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  متغیرها کلیک کنید و متغیرهای محلی را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای متغیرها ، بخش متغیرها را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | اصطلاح | واحد | شرح |
v_in | 1.25*step1 (t[1/s])[m/s] | ام‌اس | سرعت ورودی |
v_out | 0.05*step1 (t[1/s])[m/s] | ام‌اس | سرعت خروجی |
phid_in | 0.003*step1 (t[1/s]) | کسر حجمی فاز پراکنده ورودی | |
qd_out | 2*pi*r*s2*(mfmm1.u_s2r*nr+mfmm1.u_s2z*nz)*mfmm1.rho_s2 | kg/(m·s) | فاز پراکنده جرم-خروجی |
جریان آشفته، K- ε (SPF)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Turbulent Flow، k- ε (spf) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جریان آشفته ، k- ε ، بخش Physical Model را پیدا کنید . |
3 | از لیست تراکم پذیری ، جریان تراکم پذیر (Ma<0.3) را انتخاب کنید . |
4 | چک باکس Include gravity را انتخاب کنید . |
مقادیر اولیه 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Turbulent Flow، k- ε (spf) را گسترش دهید ، سپس روی مقادیر اولیه 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مقادیر اولیه ، قسمت مقادیر اولیه را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن p ، -g_const*z*rho_c را تایپ کنید . |
4 | کادر بررسی Compensate for hydrostatic press approximation را پاک کنید . |
دیوار 2
1 | در نوار ابزار فیزیک ، روی  Boundaries کلیک کنید و دیوار را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات دیوار ، قسمت Boundary Condition را پیدا کنید . |
3 | از لیست شرایط دیوار ، لغزش را انتخاب کنید . |
4 | فقط مرز 7 را انتخاب کنید. |
ورودی 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Inlet را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرز 5 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای ورودی ، بخش Velocity را پیدا کنید . |
4 | در قسمت متنی U 0 ، v_in را تایپ کنید . |
5 | بخش شرایط آشفتگی را پیدا کنید . از لیست I T ، User defined را انتخاب کنید . |
6 | از لیست L T ، User defined را انتخاب کنید . |
7 | در قسمت متن، 0.2*0.07 را تایپ کنید . |
8 |  روی دکمه Show More Options در نوار ابزار Model Builder کلیک کنید . |
9 | در کادر محاوره‌ای Show More Options ، Physics>Advanced Physics Options را در درخت انتخاب کنید. |
10 | در درخت، کادر را برای گره Physics>Advanced Physics Options انتخاب کنید . |
11 | روی OK کلیک کنید . |
12 | در پنجره Model Builder ، روی Inlet 1 کلیک کنید . |
13 | در پنجره تنظیمات برای ورودی ، برای گسترش بخش تنظیمات محدودیت کلیک کنید . |
14 | از لیست اعمال شرایط واکنش ، همه فیزیک (متقارن) را انتخاب کنید . |
خروجی 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Outlet را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرز 2 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای خروجی ، بخش Boundary Condition را پیدا کنید . |
4 | از لیست، Velocity را انتخاب کنید . |
5 | قسمت Velocity را پیدا کنید . در قسمت متنی U 0 ، v_out را تایپ کنید . |
6 | برای گسترش بخش تنظیمات محدودیت کلیک کنید . از لیست اعمال شرایط واکنش ، همه فیزیک (متقارن) را انتخاب کنید . |
خروجی 2
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Outlet را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرز 18 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای Outlet ، برای گسترش بخش تنظیمات محدودیت کلیک کنید . |
4 | از لیست اعمال شرایط واکنش ، همه فیزیک (متقارن) را انتخاب کنید . |
انتقال فاز (PHTR)
در پنجره Model Builder ، روی Phase Transport (phtr) کلیک کنید .
کسری جلدی 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Volume Fraction را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرز 5 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات Volume Fraction ، بخش Volume Fraction را پیدا کنید . |
4 | کادر Phase s2 را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متنی s 0,s2 ، عبارت phid_in را تایپ کنید . |
خروجی 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Outflow را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرزهای 2 و 18 را انتخاب کنید. |
چند فیزیک
مخلوط مدل 1 (mfmm1)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Multiphysics روی Mixture Model 1 (mfmm1) کلیک کنید . |
2 | فقط دامنه 1 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای مدل مخلوط ، بخش Physical Model را پیدا کنید . |
4 | از لیست مدل Slip ، Hadamard-Rybczynski را انتخاب کنید . |
5 | از لیست مدل ویسکوزیته مخلوط ، نوع کریگر را انتخاب کنید . |
6 | قسمت Continuous Phase Properties را پیدا کنید . از لیست ρc ، User defined را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، rho_c را تایپ کنید . |
7 | از لیست μ c ، User defined را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، mu_c را تایپ کنید . |
8 | قسمت Dispersed Phase 2 Properties را پیدا کنید . از لیست ρ s2 ، User defined را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، rho_d را تایپ کنید . |
9 | در قسمت متنی d s2 ، d_d را تایپ کنید . |
مش 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Mesh 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مش ، بخش Sequence Type را پیدا کنید . |
3 | از لیست، مش کنترل شده توسط کاربر را انتخاب کنید . |
اندازه
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Mesh 1 روی Size کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت اندازه عنصر را پیدا کنید . |
3 | از لیست از پیش تعریف شده ، Extra fine را انتخاب کنید . |
سایز 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Size 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت اندازه عنصر را پیدا کنید . |
3 | از لیست از پیش تعریف شده ، Extremely fine را انتخاب کنید . |
اصلاح گوشه 1
در پنجره Model Builder ، روی Corner Refinement 1 کلیک راست کرده و Disable را انتخاب کنید .
سایز ۲
1 | در پنجره Model Builder ، روی Mesh 1 کلیک راست کرده و Size را انتخاب کنید . |
2 | سایز 2 را به زیر سایز 1 بکشید و رها کنید . |
3 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
4 | از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
5 | فقط مرزهای 26–28 را انتخاب کنید. |
6 | بخش اندازه عنصر را پیدا کنید . از فهرست Calibrate for ، Fluid dynamics را انتخاب کنید . |
7 | از لیست از پیش تعریف شده ، Extremely fine را انتخاب کنید . |
مثلثی رایگان 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Free Triangular 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Free Triangular ، روی قسمت Control Entities کلیک کنید . |
3 | در قسمت متن تعداد تکرار ، 8 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت Maximum element depth to process text، 8 را تایپ کنید . |
لایه های مرزی 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Boundary Layers 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای لایه های مرزی ، برای گسترش بخش تنظیمات گوشه کلیک کنید . |
3 | از لیست Handling of sharp گوشه ها ، Splitting را انتخاب کنید . |
4 | برای گسترش بخش Transition کلیک کنید . در قسمت متن تعداد تکرار ، 8 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت Maximum element depth to process text، 16 را تایپ کنید . |
ویژگی های لایه مرزی 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Boundary Layers 1 را گسترش دهید ، سپس روی Boundary Layer Properties 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای ویژگی های لایه مرزی ، قسمت لایه ها را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متنی Number of layers عدد 12 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متنی ضریب تنظیم ضخامت ، 1 را تایپ کنید . |
5 |  روی ساخت همه کلیک کنید . |
مطالعه 1
مرحله 1: وابسته به زمان
1 | در پنجره Model Builder ، گره Study 1 را گسترش دهید ، سپس روی Step 1: Time Dependent کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مربوط به زمان وابسته ، قسمت تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متنی بار خروجی ، محدوده(0,0.01,0.1) range(1,10) 100*range(1,10) 1800*range(1,24) را تایپ کنید . |
راه حل 1 (sol1)
1 | در نوار ابزار مطالعه ، روی  Show Default Solver کلیک کنید . |
2 | در پنجره Model Builder ، گره Solution 1 (sol1) را گسترش دهید . |
3 | در پنجره Model Builder ، گره Study 1>Solver Configurations>Solution 1 (sol1)> Dependent Variables 1 را گسترش دهید ، سپس روی نرخ اتلاف توربولنت (comp1.ep) کلیک کنید . |
4 | در پنجره تنظیمات برای فیلد ، بخش Scaling را پیدا کنید . |
5 | از لیست روش ، دستی را انتخاب کنید . |
6 | در قسمت متن مقیاس ، 0.1 را تایپ کنید . |
7 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Study 1>Solver Configurations>Solution 1 (sol1)> Dependent Variables 1 روی انرژی جنبشی آشفته (comp1.k) کلیک کنید . |
8 | در پنجره تنظیمات برای فیلد ، بخش Scaling را پیدا کنید . |
9 | از لیست روش ، دستی را انتخاب کنید . |
10 | در قسمت متن مقیاس ، 0.1 را تایپ کنید . |
11 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Study 1>Solver Configurations>Solution 1 (sol1)>Dependent Variables 1 روی Pressure (comp1.p) کلیک کنید . |
12 | در پنجره تنظیمات برای فیلد ، بخش Scaling را پیدا کنید . |
13 | از لیست روش ، دستی را انتخاب کنید . |
14 | در قسمت متن مقیاس ، 1e4 را تایپ کنید . |
15 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Study 1>Solver Configurations>Solution 1 (sol1)> Dependent Variables 1 روی قسمت Velocity (comp1.u) کلیک کنید . |
16 | در پنجره تنظیمات برای فیلد ، بخش Scaling را پیدا کنید . |
17 | از لیست روش ، دستی را انتخاب کنید . |
18 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Study 1>Solver Configurations>Solution 1 (sol1) روی Time-Dependent Solver 1 کلیک کنید . |
19 | در پنجره تنظیمات برای حل وابسته به زمان ، برای گسترش بخش Time Steping کلیک کنید . |
20 | کادر مرحله اولیه را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، 0.005 را تایپ کنید . |
21 | در پنجره Model Builder ، گره Study 1>Solver Configurations>Solution 1 (sol1)>Time-Dependent Solver 1 را گسترش دهید ، سپس روی Segregated 1 کلیک کنید . |
22 | در پنجره تنظیمات برای Segregated ، بخش General را پیدا کنید . |
23 | کادر بررسی Limit on nonlinear convergence rate را انتخاب کنید . در فیلد متن مرتبط، 10 را تایپ کنید . |
24 | در نوار ابزار مطالعه ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
نتایج
یکپارچه سازی خط 1
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی  More Derived Values کلیک کنید و Integration>Line Integration را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرز 5 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای ادغام خط ، بخش Expressions را پیدا کنید . |
4 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
اصطلاح | واحد | شرح |
-qd_out | کیلوگرم بر ثانیه | هجوم انبوه فاز پراکنده |
5 | بخش تنظیمات ادغام را پیدا کنید . تیک Compute surface integral را پاک کنید . |
6 |  روی ارزیابی کلیک کنید . |
یکپارچه سازی خط 2
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی  More Derived Values کلیک کنید و Integration>Line Integration را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرز 2 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای ادغام خط ، بخش Expressions را پیدا کنید . |
4 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
اصطلاح | واحد | شرح |
qd_out | کیلوگرم بر ثانیه | فاز پراکنده جرم-خروجی |
5 | بخش تنظیمات ادغام را پیدا کنید . تیک Compute surface integral را پاک کنید . |
6 |  کنار  Evaluate کلیک کنید ، سپس جدول 1 – Line Integration 1 را انتخاب کنید . |
یکپارچه سازی خط 3
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی  More Derived Values کلیک کنید و Integration>Line Integration را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرز 18 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای ادغام خط ، بخش Expressions را پیدا کنید . |
4 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
اصطلاح | واحد | شرح |
qd_out | کیلوگرم بر ثانیه | فاز پراکنده جرم-خروجی |
5 | بخش تنظیمات ادغام را پیدا کنید . تیک Compute surface integral را پاک کنید . |
6 |  کنار  Evaluate کلیک کنید ، سپس جدول 1 – Line Integration 1 را انتخاب کنید . |
گروه طرح 1 بعدی 7
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی  1D Plot Group کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for 1D Plot Group ، قسمت Plot Settings را پیدا کنید . |
3 | کادر بررسی برچسب محور y را انتخاب کنید . در فیلد متن مرتبط، Mass flow (kg/s) را تایپ کنید . |
نمودار جدول 1
1 | روی 1D Plot Group 7 کلیک راست کرده و Table Graph را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای نمودار جدول ، برای گسترش بخش Legends کلیک کنید . |
3 | تیک Show legends را انتخاب کنید . |
4 | از فهرست Legends ، Manual را انتخاب کنید . |
5 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
افسانه ها |
هجوم انبوه فاز پراکنده |
خروجی جرم فاز پراکنده، خروجی 1 |
خروجی جرم فاز پراکنده، خروجی 2 |
6 | در پنجره Model Builder ، روی Table Graph 1 کلیک کنید . |
7 | قسمت Data را پیدا کنید . از لیست جدول ، جدول 1 را انتخاب کنید . |
8 | در نوار ابزار 1D Plot Group 7 ، روی  Plot کلیک کنید . |
سطح
1 | در پنجره Model Builder ، گره Volume Fraction (phtr) را گسترش دهید ، سپس روی Surface کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Expression ، s2 را تایپ کنید . |
4 | در نوار ابزار Volume Fraction (phtr) ، روی  Plot کلیک کنید . |
5 | برای گسترش بخش Range کلیک کنید . تیک گزینه Manual color range را انتخاب کنید . |
6 | در قسمت حداقل متن، 0 را تایپ کنید . |
7 | در قسمت حداکثر متن، 0.006 را تایپ کنید . |
ساده 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Volume Fraction (phtr) کلیک راست کرده و Streamline را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Streamline ، بخش Streamline Positioning را پیدا کنید . |
3 | از لیست موقعیت یابی ، چگالی یکنواخت را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت متنی Separating distance ، 0.02 را تایپ کنید . |
5 | در نوار ابزار Volume Fraction (phtr) ، روی  Plot کلیک کنید . |
انقلاب 2 بعدی
1 | در پنجره Model Builder ، گره Results>Datasets را گسترش دهید ، سپس روی Revolution 2D کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Revolution 2D ، برای گسترش بخش Revolution Layers کلیک کنید . |
3 | در قسمت متن زاویه شروع ، 0 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت نوشتار زاویه انقلاب ، 270 را تایپ کنید . |
سطح
1 | در پنجره Model Builder ، گره Volume Fraction (phtr) 1 را گسترش دهید ، سپس روی Surface کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Expression ، s2 را تایپ کنید . |
4 | برای گسترش بخش Range کلیک کنید . تیک گزینه Manual color range را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت حداقل متن، 0 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت حداکثر متن، 0.006 را تایپ کنید . |
سطح 2
1 | در پنجره Model Builder ، روی Volume Fraction (phtr) 1 راست کلیک کرده و Surface را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، روی Replace Expression در گوشه سمت راست بالای بخش Expression کلیک کنید . از منو، Component 1 (comp1)> Turbulent Flow، k- ε > Turbulence variables>spf.Delta_wPlus – وضوح دیوار در واحدهای چسبناک را انتخاب کنید . |
3 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . از لیست Coloring ، Uniform را انتخاب کنید . |
4 | از لیست رنگ ، خاکستری را انتخاب کنید . |
ساده 1
1 | روی Volume Fraction (phtr) 1 کلیک راست کرده و Streamline را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Streamline ، روی Replace Expression در گوشه سمت راست بالای بخش Expression کلیک کنید . از منو، Component 1 (comp1)>Phase Transport>mfmm1.u_s2r,…,mfmm1.u_s2z – فاز پراکنده با سرعت همرفتی s2 را انتخاب کنید . |
3 | قسمت Expression را پیدا کنید . در قسمت متن phi-component ، 0 را تایپ کنید . |
4 | چک باکس Description را انتخاب کنید . در فیلد متن مربوطه، فاز Dispersed (مشکی) را تایپ کنید . |
5 | بخش Streamline Positioning را پیدا کنید . از لیست روش ورود ، Coordinates را انتخاب کنید . |
6 | در قسمت متن x ، range(0.01،0.02،0.19) را تایپ کنید . |
7 | در قسمت متن y عدد 0 را تایپ کنید . |
8 | در قسمت متن z ، -1*1^range(1,10) را تایپ کنید . |
9 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . زیربخش Point style را پیدا کنید . از لیست رنگ ، سیاه را انتخاب کنید . |
ساده 2
1 | روی Volume Fraction (phtr) 1 کلیک راست کرده و Streamline را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Streamline ، روی Replace Expression در گوشه سمت راست بالای بخش Expression کلیک کنید . از منو، Component 1 (comp1)>Phase Transport>mfmm1.ucontr,…,mfmm1.ucontz – فیلد سرعت ، فاز پیوسته را انتخاب کنید . |
3 | قسمت Expression را پیدا کنید . در قسمت متن phi-component ، 0 را تایپ کنید . |
4 | چک باکس Description را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، Continuousphaze (سفید) را تایپ کنید . |
5 | بخش Streamline Positioning را پیدا کنید . از لیست روش ورود ، Coordinates را انتخاب کنید . |
6 | در قسمت متن x ، range(0,0.02,0.2) range(0.5,0.5,12) را تایپ کنید . |
7 | در قسمت متن y عدد 0 را تایپ کنید . |
8 | در قسمت متن z ، -1^range(1,35) را تایپ کنید . |
9 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . زیربخش Point style را پیدا کنید . از لیست رنگ ، سفید را انتخاب کنید . |
10 | در نوار ابزار Volume Fraction (phtr) 1 ، روی  Plot کلیک کنید . |
ضمیمه – دستورالعمل های مدل سازی هندسه
هندسه 1
چند ضلعی 1 (pol1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Polygon کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات چند ضلعی ، بخش مختصات را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
R (M) | Z (M) |
0 | 0 |
12 | 0 |
12 | -3.3 |
2 | -4 |
0.5 | -7 |
0.5 | -7.4 |
0 | -7.4 |
0 | 0 |
4 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
چند ضلعی 2 (pol2)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Polygon کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for Polygon ، بخش Object Type را پیدا کنید . |
3 | از لیست نوع ، منحنی باز را انتخاب کنید . |
4 | بخش مختصات را پیدا کنید . از فهرست منبع داده ، Vectors را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متن r ، 0 0.4 0.4 0.4 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن z ، -5.4 -5.4 -5.4 -3.4 را تایپ کنید . |
قوس دایره ای 1 (ca1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  More Primitives کلیک کنید و Circular Arc را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای قوس دایره ای ، قسمت Properties را پیدا کنید . |
3 | از لیست Specify ، Endpoints و زاویه شروع را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Starting Point را پیدا کنید . در قسمت متن r ، 1.6 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن z ، -2.2 را تایپ کنید . |
6 | قسمت Endpoint را پیدا کنید . در قسمت متن r ، 0.4 را تایپ کنید . |
7 | در قسمت متن z ، -3.4 را تایپ کنید . |
8 | قسمت Angles را پیدا کنید . در قسمت متن زاویه شروع ، 90 را تایپ کنید . |
بخش خط 1 (ls1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  More Primitives کلیک کنید و Line Segment را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای بخش خط ، بخش Starting Point را پیدا کنید . |
3 | از لیست Specify ، Coordinates را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Endpoint را پیدا کنید . از لیست Specify ، Coordinates را انتخاب کنید . |
5 | قسمت Starting Point را پیدا کنید . در قسمت متن r ، 1.6 را تایپ کنید . |
6 | قسمت Endpoint را پیدا کنید . در قسمت متن r ، 1.6 را تایپ کنید . |
7 | قسمت Starting Point را پیدا کنید . در قسمت متن z ، -2.2 را تایپ کنید . |
8 | قسمت Endpoint را پیدا کنید . در قسمت متن z ، -2 را تایپ کنید . |
قوس دایره ای 2 (ca2)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  More Primitives کلیک کنید و Circular Arc را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای قوس دایره ای ، قسمت Properties را پیدا کنید . |
3 | از لیست Specify ، Endpoints و زاویه شروع را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Starting Point را پیدا کنید . در قسمت متن r ، 1.6 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن z ، -2 را تایپ کنید . |
6 | قسمت Endpoint را پیدا کنید . در قسمت متن r ، 0.2 را تایپ کنید . |
7 | در قسمت متن z ، -3.4 را تایپ کنید . |
8 | قسمت Angles را پیدا کنید . در قسمت متن زاویه شروع ، 90 را تایپ کنید . |
چند ضلعی 3 (pol3)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Polygon کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for Polygon ، بخش Object Type را پیدا کنید . |
3 | از لیست نوع ، منحنی باز را انتخاب کنید . |
4 | بخش مختصات را پیدا کنید . از فهرست منبع داده ، Vectors را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متن r ، 0.2 0.2 0.2 0 0 0 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن z ، -3.4 -5.2 -5.2 -5.2 -5.2 -5.4 را تایپ کنید . |
تبدیل به جامد 1 (csol1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Conversions کلیک کنید و Convert to Solid را انتخاب کنید . |
2 | فقط اشیاء ca1 ، ca2 ، ls1 ، pol2 و pol3 را انتخاب کنید. |
دایره 1 (c1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Circle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات دایره ، بخش اندازه و شکل را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Radius ، 0.05 را تایپ کنید . |
4 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن z ، -3.4 را تایپ کنید . |
5 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
مستطیل 1 (r1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، 0.4 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، 0.4 را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن r ، 11.2 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن z ، -0.4 را تایپ کنید . |
7 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
تفاوت 1 (dif1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Booleans and Partitions کلیک کنید و Difference را انتخاب کنید . |
2 | شی pol1 را فقط برای اضافه کردن آن به لیست Objects to Add انتخاب کنید . |
3 | در پنجره تنظیمات برای تفاوت ، بخش تفاوت را پیدا کنید . |
4 | زیربخش اشیاء را برای تفریق پیدا کنید . برای انتخاب دکمه ضامن  فعال کردن انتخاب کلیک کنید . |
5 | فقط اشیاء c1 ، csol1 و r1 را انتخاب کنید. |
مستطیل 2 (r2)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن ارتفاع ، 0.5 را تایپ کنید . |
4 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن r ، 11.6 را تایپ کنید . |
فیله 1 (fil1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Fillet کلیک کنید . |
2 | در شیء r2 ، فقط نقاط 3 و 4 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای Fillet ، بخش Radius را پیدا کنید . |
4 | در قسمت متن Radius ، 0.5 را تایپ کنید . |
دایره 2 (c2)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Circle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات دایره ، بخش اندازه و شکل را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Radius ، 0.1 را تایپ کنید . |
4 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن r ، 12.1 را تایپ کنید . |
تفاوت 2 (dif2)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Booleans and Partitions کلیک کنید و Difference را انتخاب کنید . |
2 | فقط اشیاء dif1 و fil1 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای تفاوت ، بخش تفاوت را پیدا کنید . |
4 | زیربخش اشیاء را برای تفریق پیدا کنید . برای انتخاب دکمه ضامن  فعال کردن انتخاب کلیک کنید . |
5 | فقط شی c2 را انتخاب کنید. |
6 | کادر تیک Keep interior borders را پاک کنید . |
7 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
برای به دست آوردن کنترل بهتر مش در مناطق برشی آشفته، چند خط اضافه کنید.
چند ضلعی 4 (pol4)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Polygon کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات چند ضلعی ، بخش مختصات را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
R (M) | Z (M) |
0.19 | -3.22 |
0.2 | -2.9 |
4 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
چند ضلعی 5 (pol5)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Polygon کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات چند ضلعی ، بخش مختصات را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
R (M) | Z (M) |
0.2 | -2.9 |
0.35 | -0.25 |
4 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
چند ضلعی 6 (pol6)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Polygon کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات چند ضلعی ، بخش مختصات را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
R (M) | Z (M) |
0.2 | -0.1 |
7.6 | -0.6 |
4 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
فرم اتحادیه (فین)
1 | در پنجره Model Builder ، روی Form Union (fin) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات Form Union/Assembly ، روی  Build Selected کلیک کنید . |
