CFD-моделювання трьох типів сепараторів

Мета: Оцінити ефективність видалення повітря і твердих часток, втрати тиску, поле швидкостей та час перебування для трьох існуючих моделей:

1. Гравітаційний шламоуловлювач-дегазатор
2. Сепаратор повітря коалесцентний
3. Сепаратор бруду коалесцентний

Обсяг робіт

1. Підготовка CAD (надано) та генерація CFD-сітки.
2. Створення багатофазної моделі:
   • Рідина (continuous phase, вода/вода+гліколь)
   • Газ (дисперсна фаза – повітря, бульбашки)
   • Тверді частки (DPM або Eulerian для високих концентрацій).
3. Розрахунок steady RANS (k-ω SST) + вибірково transient для коалесцентних моделей.
4. Параметричні кейси:
   • Швидкість: 0.3, 0.6, 1.0, 1.5 м/с
   • Повітря: 0.1%, 0.5%, 1%, 3% vol
   • Тверді частки: 50, 200, 500, 1000 mg/L
   • Розміри бульбашок: 0.2–2 mm
   • Розміри часток: <5, 5–20, 20–100, 100–500 µm
5. Перевірка mesh-independence (мінімум 3 рівні сітки) та контроль масового балансу.
6. Deliverables:
   • PDF звіт з методологією, графіками, таблицями ефективності, ΔP, residence time
   • Презентація (PPTX) для грантової заявки
   • CSV з результатами ключових параметрів
   • CFD-файли: case, mesh, результати (VTK/Paraview, PNG), анімації transient

Вимоги до CFD

• Програмне забезпечення: ANSYS Fluent / OpenFOAM / STAR-CCM+
• Моделі турбулентності: k-ω SST для RANS; опціонально LES для вибраковки
• Моделі багатофазності: Euler-Lagrange (DPM) для часток, PBM для коалесценції (якщо застосовується)
• Стіни: no-slip, теплоізоляція (якщо теплоносій враховується)

Контрольні точки та показники

• Вхідний/вихідний масопотік та баланс
• Ефективність видалення повітря (%)
• Ефективність уловлювання часток за класами розмірів
• Поле швидкостей, зона рециркуляції, втрати тиску (ΔP)
• Час перебування (residence time)

Ключові очікувані результати

• Масові та об’ємні потоки на вході/виході
• Графіки «ефективність vs швидкість потоку»
• Поля швидкостей, фаз, часток, візуалізації рециркуляційних зон
• Таблиці з ΔP, residence time, ефективністю видалення газу та часток