شماره مدرك :
20880
شماره راهنما :
17943
پديد آورنده :
نوري، زهرا
عنوان :

بررسي تأثير متغير‌هاي ساختاري بر عملكرد فيلترهاي پليسه‌اي

مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
فناوري نساجي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1404
صفحه شمار :
شانزده،98ص.:مصور،جدول،نمودار
توصيفگر ها :
فيلتر پليسه‌اي , عمق پليسه , تعداد پليسه , نفوذپذيري , ديناميك سيالات محاسباتي
تاريخ ورود اطلاعات :
1404/11/04
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
مهندسي نساجي
دانشكده :
مهندسي نساجي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1404/11/05
كد ايرانداك :
23201369
چكيده فارسي :
از اوايل قرن بيستم، فيلترهاي اليافي ساده به‌عنوان يكي از اجزاي اصلي سامانه‌هاي تهويه و كنترل آلودگي هوا مورد استفاده قرار گرفته‌اند. با پيشرفت فناوري و افزايش نياز به بازده بالاتر فيلتراسيون، طراحي‌هاي پيشرفته‌تري توسعه يافته‌اند كه در اين ميان، فيلترهاي پليسه‌اي به دليل نسبت سطح به حجم بالا، افت فشار كمتر و طول عمر بيشتر، جايگاه ويژه‌اي در كاربردهايي نظير تهويه مطبوع، صنعت خودروسازي و تجهيزات پزشكي پيدا كرده‌اند. در اين پژوهش، عملكرد فيلترهاي پليسه‌اي از جنس پلي‌پروپيلن به‌صورت عددي و با استفاده از روش ديناميك سيالات محاسباتي مورد بررسي قرار گرفته است. هدف اصلي، تحليل رفتار جريان هوا درون فيلتر و پيش‌بيني ميدان سرعت و افت فشار تحت تأثير پارامترهاي هندسي شامل عمق پليسه، تعداد پليسه و نفوذپذيري محيط متخلخل بوده است. براي اين منظور، سه سطح نفوذپذيري 13-10 × 7 ، 12-10 × 8 و 11-10 × 9 مترمربع، سه مقدار عمق پليسه (20، 25 و 30 ميلي‌متر) و سه مقدار تعداد پليسه (100، 180 و 260 پليسه در متر) با توجه به مقالات و داده‌هاي مورد استفاده در فيلترهاي متداول انتخاب شدند و مورد بررسي قرار گرفتند. در ابتدا با توجه به مطالعه‌اي كه فنگ و همكاران در اين زمينه انجام دادند، شبيه سازي به منظور اعتبار سنجي مدل عددي انجام شد، كه نتايج بدست آمده تطابق مناسبي با پژوهش انجام شده داشتند و صحت مدل سازي عددي تاييد شد. پس از انجام اين مرحله، اثر تغيير پارامترهاي هندسي و نفوذپذيري بر عملكرد فيلتر مورد تحليل قرار گرفت. نتايج نشان داد كه توزيع سرعت در راستاي عرضي، عمدتاً داراي الگوي سهموي و متقارن بوده، به‌طوري كه بيشينه سرعت در مركز پليسه‌ها حدود 0/20 متر بر ثانيه و كمينه آن در نزديكي ديواره‌ها مشاهده مي‌شود. در راستاي طولي نيز روند افزايشي سرعت از حدود 0/03 – 0/05 تا 0/33 – 0/35 متر بر ثانيه به ثبت رسيد كه بيانگر شتاب‌گيري جريان تحت اثر گراديان فشار و عبور از محيط متخلخل است. همچنين نتايج نشان داد كه با تغيير پارامتر‌هاي هندسي مانند تعداد پليسه و عمق پليسه و تغيير در ميزان نفوذپذيري محيط متخلخل، مقاومت هيدروديناميكي تغيير كرده و موجب تغيير در افت فشار مي‌شود و همچنين در مواردي محدود شدن مسير جريان، منجر به افزايش افت فشار مي‌شود. در نهايت مي‌توان نتيجه گرفت كه انتخاب بهينه پارامترهاي هندسي در كنار نفوذپذيري مناسب، نقش مؤثري در بهبود عملكرد فيلتراسيون و كاهش مصرف انرژي در سامانه‌هاي تهويه ايفا مي‌كند.
چكيده انگليسي :
Since the early twentieth century, simple fibrous filters have been used as one of the main components inventilation an‎d air pollution control systems. With the advancement of technology an‎d the growing deman‎d for higher filtration efficiency, more advanced filter designs have been developed. Among these, pleated filters have gained particular importance in applications such as HVAC systems, the automotive industry, an‎d medical equipment due to their high surface-area-to-volume ratio, lower pressure dro‎p, an‎d longer service life. In this study, the performance of pleated polypropylene filters was numerically investigated using the computational fluid dynamics (CFD) method. The main objective was to analyze the airflow behavior inside the filter an‎d to predict the velocity field an‎d pressure dro‎p under the influence of geometric parameters, including pleat depth, pleat number, an‎d the permeability of the porous medium. For this purpose, three permeability levels of 7×10^(-13), 8×10^(-12), an‎d 9×10^(-11) " " "m" ^2, three pleat depths (20, 25, an‎d 30 mm), an‎d three pleat numbers (100, 180, an‎d 260 pleats per meter) were selec‎ted based on published studies an‎d data commonly used in practical filter designs an‎d were subsequently analyzed. Initially, based on a study conducted by Feng et al., a numerical simulation was performed to validate the developed model. The obtained results showed good agreement with the reported data, confirming the accuracy of the numerical modeling. After this validation step, the effects of variations in geometric parameters an‎d permeability on filter performance were further investigated. The results indicated that the velocity distribution in the transverse direction generally followed a parabolic an‎d symmetric profile, with a maximum velocity of approximately 0.20 m/s at the center of the pleats an‎d minimum values near the walls. In the streamwise direction, an increasing velocity trend from approximately 0.03–0.05 to 0.33–0.35 m/s was observed, which reflects flow acceleration under the influence of the applied pressure gradient an‎d the gradual passage of air through the porous medium. Moreover, the results demonstrated that changes in geometric parameters such as pleat number an‎d pleat depth, as well as variations in porous medium permeability, alter the hydrodynamic resistance an‎d consequently affect the pressure dro‎p. In certain cases, flow path restriction led to an increase in pressure dro‎p. Finally, it can be concluded that the optimal selec‎tion of geometric parameters in conjunction with an appropriate permeability plays a crucial role in improving filtration performance an‎d reducing energy consumption in ventilation systems.
استاد راهنما :
پرهام سلطاني
استاد داور :
مهدي حجازي , توحيد دستان
لينک به اين مدرک :

بازگشت