پديد آورنده :
وحيدا، محمد
عنوان :
بررسي عددي، تجربي جداسازي آب از مواد روغني توسط الكتروفيلتر
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
تبديل انرژي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مكانيك
صفحه شمار :
پانزده، 112ص.: مصور، جدول، نمودار
يادداشت :
ص. ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
احمدرضا پيشه ور
استاد مشاور :
حميدرضا كارشناس
توصيفگر ها :
ميدان الكتريكي غير يكنواخت و DC , مدل اويلري و جريان مخلوط , شبيه سازي عددي , اندازه قطرات
استاد داور :
محسن ثقفيان، احمد سوهانكار
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/11/17
چكيده فارسي :
چكيده كاهش زمان جداسازي ميزان آب در نفت خام بخصوص در هنگام صادرات بسيار ضروري است لذا بهبود زمان و سرعت جداسازي آب از نفت خام مهم است جداسازي ناخالصيها به كمك ميدان الكتريكي مستلزم شناخت هرچه بيشتر مكانيزم انعقاد تحت ميدان الكتريكي است در اين راستا تاكنون مكانيزمهاي مختلف انعقاد پيشنهاد شده است و پارامترهاي زيادي جهت برآورد ميزان جداسازي مطالعه شده است لكن به دليل تعدد پارامترهاي موثر مختلف براي انجام آزمايش مانند ولتاژ فركانس دما وخصوصيات امولسيون نظير دانسيته ويسكوزيته وكسرحجمي تاكنون روابطي كه بتوانند تمام اين فاكتورها را شامل شود ارائه نشده است استفاده از ميدانهاي الكتريكي با شدت باال در بهسازي امولسيون آب در مواد نفتي فناوري شناختهشدهاي است كه استفاده از آن براي بهبود فرآيندهاي نفت خام در غالب جداسازي آب از ديگر ناخالصيهاي آبدوست در حال توسعه ميباشد با وجود تحقيقات زيادي كه انجام گرفته است هنوز برخي از جنبههاي فرآيندهاي جداسازي الكترواستاتيكي با وجود انواع ميدانها ناشناخته مانده است در روش جداسازي توسط ميدان الكتريكي ذره خنثي كه توسط ميدان الكتريكي داراي بار شده است به سمت ميدان الكتريكي با شدت باالتر حركت ميكند اثر اين ميدان به وسيله مقدار ثابت دي الكتريك محيط پيوسته و محيط پيوسته كنترل ميشود پاياننامه حاضكر پس از مروري بر فرآيندها و كاربردهاي امولسكيون آب در نفت خام به بررسكي تجربي و عددي اين مسلله ميپردازد در بخش تجربي به منظور ايجاد يك ميدان الكتريكي غير يكنواخت از يك ظرف شكيشهاي جداساز دو جداره و الكترود از جنس گرافيت با مقاومت الكتريكي بسكيار پايين اسكتفاده شكده اسكت تسكت تجربي و شكبيهسازي عددي براي امولسيون حاوي 2 و 10 درصد آب تحت ميدان الكتريكي DC و غيريكنواخت با ولتاژ 11100 و 11170 ولت انجام ميشككود نحوه انجام تسككت تجربي به اين صككورت اسككت كه امولسيون آب و روغن خوراكي مورد آزمايش در جداره داخلي و اسيد سولفوريك 83درصد در جداره بيروني ريخته ميشود و سپس الكترودها درون هر يك قرار ميگيرند و ولتاژ به مدت 119 ثانيه اعمال ميشككود پس از آن ولتاژحذف شككده و به قطرات آب معلق در ك ك روغن اجازه تهنشكيني داده ميشكود نتايج آزمايشكگاهي نشكان ميدهد كه بهترين درصكد جداسكازي آب از روغن خوراكي 2 56 درصد براي امولسكيون حاوي 10 درصكد آب تحت ميدان الكتريكي DC با ولتاژ 11170 ولت بوده اسكت شكبيهسازي عددي اين فرآيند با مدل مخلوط كه فرمولبندي آن اويلري اويلري و يك سككيال اسككت انجام شككده كه نيروي الكتريكي به صككورت يك نيروي خارجي وارد مسكئله ميشكود ماژول جريان مخلوط و جريان الكتريكي از جمله ماژولهاي تعريف شده در نرمافزار كامسول ميباشد كه با انتخاب اين ماژولها و اعمال شكرايط مرزي و شكرايط اوليه مطابق با شكرايط حاكم در تسكت تجربي مسكئله حل ميشود در شبيهسازي عددي بهترين درصكد جداسكازي 12 درصككد براي امولسكيون حاوي 10درصكد آب تحت ميدان الكتريكي با ولتاژ 11170ولت بوده كه با مقايسككه نتايج ك ك ك ك تجربي و نتايج حاصكل از شكبيهسكازي عددي پس از گذشكت 199 ثانيه حدود 20 درصكد خطا مشكاهده ميشكود خطاي مشاهده شده را ميتوان ناشي از بروز خطا به دليل در نظر گرفتن قطر ثابت براي قطرات آب و در نظر گرفتن پديده تجمع به جاي انعقاد دانست كلماات كليدي جداسكككازي آب از روغن خوراكي ميدان الكتريكي غيريكنواخت و DC مدل اويلري و جريان مخلوط شبيهسازي عددي تست تجربي
چكيده انگليسي :
Numerical and experimental investigation separating water from oil by electrofilter Mohammad Vahida m vahida@me iut ac ir Date of Submission 2017 01 22 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Ahmadreza Pishevar apishe@cc iut ac irAbstractUsing high intensity electric fields is a well known technology in water emulsion improvement in petroleum Its utilization is developing to improve the processes of crude oil in the form of water separation fromhydrophilic impurities Despite of numerous researches there are some unknown aspects of field ofelectrostatic separation processes yet In the separation method by the electric field neutral particle that hadbeen charged by the electric field moves to higher intensity The effect of this field is controlled by thedielectric constant of continuous and discrete environment In this thesis after reviewing the processes and applications of water emulsion in petroleum the governingequations will be expressed In this study in order to create a non uniform electric field a two co axialcylindrical glassy container and a graphite electrode with very low electrical resistance had been used Theexperimental tests and numerical simulations for 5 and 10 percent water emulsion under non uniform and DCelectric field with 11 000 and 17 000 volts will be done The experimental tests is to pour the water and edibleoil emulsion in the inner layer and 98 sulfuric acid in the outer walls Then the electrode is placed in innerand outer layer and the voltage is applied for 300 seconds Then for 30 seconds the voltage is removed and itis permitted to the water droplets to settle in the edible oil Experimental results show that the best separationof water for water in edible oil emulsion that containing 10 water with DC electric field and 17 000 volts is62 5 percent Numerical simulations of this process had been done by the mixture model which its formulationis a single fluid model The electrical force is generated by an external force to the mixture model The mixturemodel and electrical current modulus is pre modified in COMSOL Multiphysics 5 1 software By choosingthis modulus and setting the boundary and initial conditions as happens in experimental test the problem willbe solved In numerical simulations the best separation of water from edible oil for water in edible oil emulsionthat containing 10 percent water under field of DC electric and 17 000 volts is 50 percent By comparingexperimental results and the results of numerical simulations after 330 seconds it can be observed thatoccurring error is 15 percent This error can be caused by considering the constant diameter for water dropletsand considering the accumulation phenomenon instead of coalescence In the experimental and numericaltesting in this problem voltage variations effects and electrical permittivity coefficient could be observed andaccording to obtained results it could be concluded that by increasing the voltage and water percentage in waterand edible oil emulsion the separation rate will improve This happens when increasing the voltage and waterpercentage in emulsion will not results in electrical refraction or chaining the water droplets Key words emulation of water from edible oil non uniform and DC electrical field Euler model andmixture model numerical simulation test
استاد راهنما :
احمدرضا پيشه ور
استاد مشاور :
حميدرضا كارشناس
استاد داور :
محسن ثقفيان، احمد سوهانكار
