پديد آورنده :
تلخ آب، فرشته
عنوان :
تأثير پارامترهاي هندسي فوم هاي كاتاليستي بر روي تعيين ضرايب انتقال جرم و حرارت فوم با استفاده از CFD
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شناسايي و انتخاب مواد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
شش، 100ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
مسعود پنجه پور، محمود مراتيان
استاد مشاور :
محسن دوازده امامي
توصيفگر ها :
ديناميك سيالات محاسباتي , انتقال حرارت , انتقال جرم , ساختار هندسي فوم , كاتاليست مونوليتيك
استاد داور :
مهدي احمديان، ايمان چيت ساز
تاريخ ورود اطلاعات :
1399/05/04
رشته تحصيلي :
مهندسي مواد
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1399/05/05
چكيده فارسي :
1 چكيده مكانيزم وسرعت انجام واكنش شيميايي نقش مهمي بر روي بازده فرايند شيميايي دارد يكي از روشهاي افزايش سرعت واكنشهاي شيميايي استفاده از كاتاليستها ميباشد پايه كاتاليستي كه مورد استفاده قرار ميگيرد تاثير به سزايي بر راندمان توليد محصول حاصل از فرايند شيميايي دارد از اين رو فومها با تخلخل باز به دليل سطح ويژه بالا و پيچيدگي مسير عبور سيال انتخاب مناسبي به عنوان پايه كاتاليست ميباشند هدف اصلي از اين تحقيق شبيهسازي عددي پديدههاي انتقال در محيطهاي متخلخل و بررسي پارامترهاي مختلف هندسي نظير شكل و اندازه سلولها ضخامت پايهها ميزان تخلخل و پيچيدگي كانالها بر روي ضريب انتقال جرم و حرارت در فومهاي كاتاليستي مونوليتيك براي حذف گاز NO در حضور گاز آمونياك و اكسيژن با استفاده از روش ديناميك سيالات محاسباتي و به وسيلهي نرمافزار فلوئنت مي باشد به اين منظور ابتدا ضرايب انتقال جرم و حرارت در كانال كاتاليستي با مقطع مربع با قطر هيدروليكي 6 ميليمتر و طول 37 سانتيمتر محاسبه و با نتايج تجربي و عددي حاصل از تحقيقاتي كه توسط محققان ديگر انجام شده بود اعتبار سنجي شد سپس اثر سرعت سيال سرعت 1 تا 11 متر بر ثانيه به عنوان يكي از پارامترهاي موثر بر روي پديده هاي انتقال در كانال با مقطع مربع و 2 فوم با درصد تخلخل 67 68 و 62 درصد و قطر تخلخل 331 333 و 335 ميكرومتر مورد بررسي قرار گرفت كانال مورد بررسي با نرم افزار انسيس ورك بنچ و فومها با نرم افزار جئوديك ساخته شدهاند نتايج نشان داد كه با افزايش سرعت سيال در كانال مقدار طول بحراني فاصلهاي از ابتدا كانال يا فوم كه واكنش به پايان رسيده است افزايش مييابد بهطوري كه در سرعت 11 متربرثانيه طول بحراني بيشتر از طول كانال بوده و در انتهاي كانال مقداري گاز واكنش داده نشده باقي مانده است اما در تمام كاتاليستهاي فومي بررسي شده به دليل سطح ويژه بالا و درگيري بيشتر سيال با ديواره فوم در تمام سرعت هاي بررسي شده طول بحراني كمتر از طول فوم بود سپس با استفاده ازضرايب انتقال حرارت و جرم متوسط محاسبه شده در كانال معادلات عدد شروود و عد ناسلت بر حسب عدد رينولدز براي كانال مورد بررسي ارائه شده كه به ترتيب عبارتاند از Nu 3 64169 0 03983e0 00134Re و 10799 0 Sh 2 04893 10 4Re در ادامه ضرايب انتقال جرم و حرارت متوسط براي هر يك از فومها محاسبه شد سپس جهت بررسي تاثير پارامترهاي ساختاري فوم بر روي ضرايب انتقال حرارت و جرم دو معادله كلي به ترتيب براي عدد شروود و عدد ناسلت بر حسب عدد رينولدز و پارامترهاي ساختاري ارائه شد كه عبارتاند از 27891 0 1 5220 0 90669 0 1 212510 0 2103 1 0 259886 به 30271 0 14 943 و طور كلي نتايج حاصل نشان داد كه فومهاي كاتاليستي با طول بسيار كمتر از كانال به دليل درگيري بيشتر سيال با ديواره كاتاليست در مقايسه با كانال كاتاليستي گزينه مناسبتري بهعنوان پايه كاتليست ميباشند همچنين در بين فومهاي بررسي شده فوم با 67 درصد تخلخل و قطر تخلخل 331 ميكرومتربه دليل درگيري بيشتر سيال با با سطح ديوارههاي فوم داراي ضريب انتقال حرارت بيشتر و ضريب انتقال جرم كمتري نسبت به ساير فوم هاي بررسي شده ميباشد كلمات كليدي كاتاليست مونوليتيك ساختار هندسي فوم انتقال جرم انتقال حرارت ديناميك سيالات محاسباتي
استاد راهنما :
مسعود پنجه پور، محمود مراتيان
استاد مشاور :
محسن دوازده امامي
استاد داور :
مهدي احمديان، ايمان چيت ساز