Iron & Steel Society of Iran International Journal of Iron & Steel Society of Iran 2981-0388 21 1 2024 11 21 Enhancing the Production Rate of Mobarakeh MIDREX Direct Reduction Mega Module Unit Using Numerical Simulation and Geometric Parameter Study of its Ejector Stack افزایش نرخ تولید مگا ماژول MIDREX مستقیم مبارکه با استفاده از شبیه سازی عددی و مطالعه پارامترهای هندسی اجکتور استک آن 75 84 720058 10.22034/ijissi.2024.2029716.1293 EN M. Darbandi Faculty of Aerospace EngineeringSharif, Sharif University of Technology, Tehran, Iran 0000-0003-3361-2743 M. Fazeli Esfahan’s Mobarakeh Steel Company, Esfahan, Iran D. Rashidi Esfahan’s Mobarakeh Steel Company, Esfahan, Iran B. Basiriani Esfahan’s Mobarakeh Steel Company, Esfahan, Iran M. Allahdadi Esfahan’s Mobarakeh Steel Company, Esfahan, Iran S. M. Hosseinian Esfahan’s Mobarakeh Steel Company, Esfahan, Iran Journal Article 2024 05 20  <span class="fontstyle0">This study uses the numerical simulation to successfully improve the performance of a subsonic ejector stack, which is used for the expulsion of flue gas in a Direct Reduction Iron unit located in Esfahan’s Mobarakeh Steel Company. The current extended computational fluid dynamics (CFD) software uses the finite-volume method to solve the governing equations representing the incompressible turbulent flow through the ejector stack. The study specifically focuses on evaluating the influence of key geometric parameters, such as the mixing chamber length, diffuser length, and the nozzle ejector and diffuser angles, on enhancing the deteriorated performance of the ejector. The performed simulations show that the mixing chamber length cannot be treated as a good geometry parameter to enhance the present performance. As another important parameter, it is shown that the diffuser length can reliably enhance the ejector performance. It needs about 38% increases in this length to achieve an optimum performance value. Examining the convergence and divergence angles of the nozzle and diffuser of the ejector, respectively, it is shown that the optimal angles are 4.9 degrees for the divergence part and 12.5 degrees for the convergence part. Indeed, this study provides a novel and fundamental approach, which helps the industry people to improve the efficiency of their defective ejector stack systems.</span>  این مطالعه از شبیه سازی عددی برای بهبود موفقیت آمیز عملکرد یک پشته اجکتور مادون صوت استفاده می کند که برای دفع گاز دودکش در یک واحد آهن احیای مستقیم واقع در شرکت فولاد مبارکه اصفهان استفاده می شود. نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی توسعه یافته فعلی (CFD) از روش حجم محدود برای حل معادلات حاکم استفاده می کند که جریان آشفته تراکم ناپذیر را در پشته اجکتور نشان می دهد. این مطالعه به طور خاص بر ارزیابی تأثیر پارامترهای هندسی کلیدی، مانند طول محفظه اختلاط، طول دیفیوزر، و اجکتور نازل و زوایای دیفیوزر، بر افزایش عملکرد بدتر اجکتور متمرکز است. شبیه‌سازی‌های انجام‌شده نشان می‌دهد که طول محفظه اختلاط را نمی‌توان به عنوان یک پارامتر هندسی خوب برای افزایش عملکرد فعلی در نظر گرفت. به عنوان یکی دیگر از پارامترهای مهم، نشان داده شده است که طول دیفیوزر می تواند به طور قابل اعتمادی عملکرد اجکتور را افزایش دهد. برای دستیابی به عملکرد بهینه، به حدود 38 درصد افزایش در این طول نیاز دارد. با بررسی زوایای همگرایی و واگرایی نازل و دیفیوزر اجکتور به ترتیب نشان داده شده است که زوایای بهینه برای قسمت واگرایی 9/4 درجه و برای قسمت همگرایی 5/12 درجه است. در واقع، این مطالعه یک رویکرد جدید و اساسی ارائه می‌کند که به افراد صنعت کمک می‌کند تا کارایی سیستم‌های پشته اجکتور معیوب خود را بهبود بخشند. https://journal.issiran.com/article_720058_30a994ed678f583d1ccb59d828cef3d0.pdf