شماره راهنما :
1000 دكتري
پديد آورنده :
اميني، يونس
عنوان :
شبيه سازي CFD و ساخت آكنه هاي ساختاريافته جهت استفاده در ستون تقطير تبريدي
گرايش تحصيلي :
مهندسي شيمي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي شيمي
صفحه شمار :
سيزده، 192ص.: مصور، جدول، عكس(رنگي)، نمودار
يادداشت :
ص. ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
محسن نصر اصفهاني، جواد كريمي ثابت
استاد مشاور :
مسعود حق شناس فرد
توصيفگر ها :
برجهاي تقطير , آكنه هاي ساختار يافته , افت فشار خشك و مرطوب
استاد داور :
محمدرضا احساني، محمود اشرفي زاده، محمدرضا طلايي
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/12/01
رشته تحصيلي :
مهندسي شيمي
كد ايرانداك :
ID1000 دكتري
چكيده فارسي :
چكيده تقطير يكي از پايدارترين قابل اعتمادترين و متداولترين تكنيكهاي جداسازي مستقيم است كه در اكثر صنايع شيميايي به صورت گسترده مورد استفاده قرار ميگيرد در واقع بيشتر از درصد واحدهاي جداسازي از فرآيند تقطير استفاده ميكنند اگر خوراك استفاده شده در واحدهاي جداسازي گاز باشد براي حضور همزمان دو فاز بايد دماي سيستم را تا دماهاي پايين كاهش داد به تقطيري كه در دماهاي بسيار پايين دماي كمتر از انجام ميشود تقطير تبريدي ميگويند از آنجايي كه اين فرآيند در دماهاي بسيار پايين اتفاق ميافتد آكنههايي كه براي اين فرآيند مورد استفاده قرار ميگيرند بسيار خاص ميباشند آكنههاي ساختار يافته بدليل افت فشار كمي كه در مقايسه با آكنههاي نامنظم دارند در اولويت قرار دارند از جمله خصوصياتي كه اين آكنهها بايد داشته باشند جنس خاص افت فشار بسيار كم HETP پايين سطح ويژه بالا است در اين تحقيق از آكنه ساختاريافته جهت جداسازي هوا در ستون تقطير تبريدي استفاده شده است در ابتدا دستيابي به دانش ساخت آكنههاي ساختاريافته مدنظر قرار گرفت در اين مرحله يك آكنه شناخته شده صنعتي 003 sulzer BX ملاك كار قرار گرفته و آكنههاي اوليه بر اساس ساختار اين مدل ساخته شدند آكنه طراحي شده با سطح ويژه 3 ۶ m2m پس از انجام يك كار مطالعاتي دقيق و طي چندين مرحله فرآيند ساختي توليد شد همچنين جهت تعيين خصوصيات اين آكنه دو سيستم مجزا جهت بررسي رفتار هيدروديناميكي و توانايي جداسازي طراحي و ساخته شد ويژگيهاي هيدروديناميكي و توانايي جداسازي آكنه مذكور با استفاده از تعدادي آزمايش استاندارد تعيين و دادههاي مورد نياز به شكل كامل استخراج گرديد نتايج آزمايشگاهي آكنه ساخته شده نشان داد كه آكنه مذكور افت فشار بسيار كمي نسبت به آكنه نامنظم ديكسون ۴ با سطح ويژه برابر و همچنين HETP تقريب يكساني با اين آكنه دارد در مرحله بعد يك ا آكنه ساختاريافته با سطح ويژه و تخلخل مشخص ولي با زاويه موج هاي مختلف از درجه تا ۵ درجه ساخته و تاثير اين زاويه بر روي عملكرد آكنه مورد بررسي قرار گرفت نتايج نشان داد كه با كاهش زاويه از ۵ درجه به درجه افت فشار خشك و مرطوب به ترتيب ۵۶ و كاهش پيدا ميكند همچنين با كاهش زاويه HETP نيز درصد كاهش پيدا مي كند با در نظر گرفتن همزمان دو پارامتر ظرفيت و بازده جداسازي در نهايت زاويه موج ۵۴ درجه به عنوان بهترين زاويه موج انتخاب گرديد در نهايت پس از اتمام مطالعات و طراحيهاي اوليه آكنهاي با سطح ويژه 3 m2m طراحي ساخته شد نتايج آزمايشگاهي آكنه ساخته شده نشان داد كه آكنه مذكور افت فشار بسيار كمي نسبت به آكنه نامنظم ديكسون با سطح ويژه برابر وهمچنين HETP تقريب يكساني با اين آكنه دارد از آكنه مذكور جهت جداسازي تركيبات گازي در يك ا ستون تقطير تبريدي استفاده شد نتايج حاصل از اين آزمايشها نشان ميدهد كه آكنه 0012 PACK پيشنهاد مناسبي جهت استفاده در سيستمهاي تقطير تبريدي جهت جداسازي تركيبات گازي و يا ايزوتوپي ميباشد در بخش شبيهسازي اين تحقيق بررسي پارامترهاي هيدروديناميكي و انتقال جرم در آكنه ساختار يافته 0012 PACK با استفاده از آناليز CFD صورت گرفت نتايج حاصل از آناليز CFD سيستم شامل دادههاي افت فشار خشك افت فشار مرطوب موجودي مايع و توزيع غلظت در آكنه ساختار يافته 0012 PACK ميباشد بررسي هيدروديناميك آكنه ساختاريافته 0012 PACK به صورت آناليز CFD جريان تك فازي هوا بر روي يك المان سه بعدي از آكنه انجام گرفت در اين مدل نتايج شبيه سازي نسبت به دادههاي تجربي در حدود خطا دارد بررسي هيدروديناميك آكنه ساختار يافته 0012 PACK به صورت آناليز CFD جريان دو فازي آب هوا بر روي يك المان دو بعدي از آكنه انجام گرفت نتايج نشان داد كه مدل دو بعدي مي تواند افت فشار مرطوب را به خوبي پيشبيني كند در اين مدل نتايج شبيه سازي نسبت به دادههاي تجربي در حدود خطا دارد با استفاده از مدل دوبعدي پيشنهاد داده شده موجودي مايع نيز محاسبه گرديد شبيهسازي ها نشان داد ميزان موجودي مايع در اين آكنه حدود تا ۵ برحسب ضريب f هاي مختلف ميباشد كه نسبت به آكنههاي تجاري عدد قابل ملاحظهاي ميباشد خطاي بين نتايج شبيه سازي و آزمايشگاهي جهت اندازهگيري موجودي مايع در حدود ميباشد جهت شبيه سازي پديده انتقال جرم در داخل آكنه 0012 PACK از يك مدل سه بعدي و با استفاده از مخلوط دو جزئي متانول ايزوپروپانول انجام شد خطاي بين نتايج شبيه سازي و آزمايشگاهي جهت اندازهگيري HETP در حدود ۵۴ ميباشد نتايج شبيه سازي
استاد راهنما :
محسن نصر اصفهاني، جواد كريمي ثابت
استاد مشاور :
مسعود حق شناس فرد
استاد داور :
محمدرضا احساني، محمود اشرفي زاده، محمدرضا طلايي
