پديد آورنده :
حسني گودرزي، هما
عنوان :
بررسي آزمايشگاهي استخراج مايع- مايع تك قطره اي در نانو سيال سيليكا
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
مهندسي شيمي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي شيمي
صفحه شمار :
سيزده، 88ص.: مصور، جدول، نمودار
يادداشت :
ص.ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
محسن نصر اصفهاني
استاد مشاور :
نسرين اعتصامي
توصيفگر ها :
ضريب انتقال جرم كلي , مشخصه هاي هيدروديناميكي
تاريخ نمايه سازي :
94/1/30
استاد داور :
محمدرضا احساني، ارجمند مهرباني
تاريخ ورود اطلاعات :
1396/09/26
رشته تحصيلي :
مهندسي شيمي
چكيده فارسي :
چكيده با وجود اهميت فرآيند استخراج مايع مايع در صنايع مختلف از جمله پتروشيمي و صنايع دارويي اثر نانوذرات بر راندمان انتقال جرم و هيدروديناميك در اين فرآيند به ندرت مورد بررسي قرار گرفته است در پروژهي حاضر به بررسي آزمايشگاهي اثر حضور نانوذرات آبدوست سيليكا بر انتقال جرم و مشخصههاي هيدروديناميكي در يك برج استخراج تكقطرهاي با استفاده از نازلهاي با قطر داخلي 95 1 9 1 سانتيمتر پرداخته شده است ستون استخراج لولهاي از جنس پيركس ميباشد كه قطر داخلي و ارتفاع آن بهترتيب 1 7 و 57 سانتيمتر بوده و دو وضعيت مختلف تزريق در پايين و باالي ستون به منظور بررسي اثر نانوذرات سيليكا به ترتيب در فازهاي پيوسته و پراكنده در نظر گرفته شده است از سيستم شيميايي تولوئن استيكاسيد آب استفاده شده و اثر غلظتهاي مختلف نانوذرات سيليكا در هر دو فاز پيوسته و پراكنده بر ضرايب كلي انتقال جرم و همچنين سرعت حد قطر ميانگين قطرات و شكل هندسي آنها مورد بررسي قرار گرفته است در كليهي آزمايشها جهت انتقال جرم حلشوندهي استيك اسيد از فاز پراكنده به پيوسته در نظر گرفته شد از روش پتانسيومتري به منظور تعيين غلظتهاي نهايي حلشوندهي استيك اسيد در ستون استخراج استفاده شد به منظور بررسي اثر حضور نانوذرات در فاز پيوسته ساكن نانوذرات با كسر حجمي 9 1 511 1 درصد به فاز پيوستهي آب بدون يون افزوده شدند و فاز پراكنده قطرات آلي در نظر گرفته شدند كه در سيال پيوسته صعود ميكردند همچنين نانوذرات با كسر حجمي 5 1 511 1 درصد براي بررسي اثر نانوذرات در فاز پراكنده آب بدون يون به اين فاز اضافه گرديدند كه اين قطرات درون فاز پيوسته آلي حركت رو به پايين داشتند به منظور اندازهگيري قطر معادل قطرات و بررسي شكل هندسي آنها در طول مسير حركت قطرات در ستون استخراج عكسهايي تهيه شدند و با استفاده از نرمافزارهاي گرافيكي موجود مورد تجزيه و تحليل قرار گرفتند نتايج حاكي از آن است كه با افزودن نانوذرات به فاز پيوسته و افزايش غلظت اين ذرات ضرايب انتقال جرم كلي فاز پراكنده تا 19 درصد كاهش مييابد در اثر افزودن نانوذرات به فاز پيوسته ويسكوزيتهي اين فاز افزايش يافته كه سبب كاهش ضريب نفوذ حلشونده در اين فاز شده است همچنين نانوذرات احتماال در سطح تماس مشترك مايع مايع قرار گرفته و حضور آنها سبب كاهش اين مشخصهي تاثيرگذار بر انتقال جرم شده است همچنين در اثر افزودن نانوذرات به فاز پراكنده به طور كلي در همهي غلظتهاي آزمايش شده ضرايب انتقال جرم كلي فاز پيوسته نسبت به سيال پايه كاهش يافتند با افزودن نانوذرات تا غلظت 51 1 درصد حجمي اين ضرايب به مقدار 79درصد كاهش مييابند كه كاهش مشاهده شده را ميتوان همچون قسمت قبل به كم شدن سطح تماس مشترك به دليل حضور نانوذرات در فاز پراكنده نسبت داد با افزايش كسر حجمي نانوذرات پس از اين غلظت در ضريب انتقال جرم كلي فاز پيوسته تغيير قابل مالحظهاي ايجاد نميشود اين مشاهدات اينگونه توجيه شدند كه با افزودن مقدار نانوذرات به فاز پراكنده احتماال اثر حركات براوني اين ذرات بيشتر شده و ميدان آشفتگي حاصل از اين حركات با اثر كاهش سطح تماس به دليل حضور نانوذرات مقابله كرده و چنين روندي مشاهده شده است همچنين اندازهگيريها نشان ميدهد كه افزودن غلظتهاي مختلف نانوذرات به فاز پيوسته و يا پراكنده تاثير قابل مالحظهاي بر قطر ميانگين قطرات سرعت حد و شكل هندسي آنها نداشته است واژههاي كليدي استخراج مايع مايع تكقطرهاي نانوسيال ضريب انتقال جرم كلي مشخصههاي هيدروديناميكي
چكيده انگليسي :
81 Experimental investigation of single drop liquid liquid extraction in silica nanofluid Homa Hasani Goodarzi Homa hasany@gmail com May 25 2014 Department of Chemical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 8415683111 Iran Degree M Sc Language Persian Superviser Mohsen Nasr Esfahany mnasr@cc iut ac ir Abstract Despite the importance and wide applications of liquid liquid extraction in petroleum pharmaceutical and chemical industries there have been limited attempts to usenanofluids in such processes In the present study the effect of hydrophilic silicananoparticles on mass transfer and hydrodynamics of liquid liquid extraction wasexperimentally investigated A vertical pipe 75 cm long and 7 9 cm in diameter was usedas the contactor Single drop experiments with a range of nozzle diameters within 0 1 0 51cm were carried out Experiments were divided into two sections in which drops wereinjected to the continuous phase from the bottom and top of the column The ternarychemical system of toluene acetic acid water has been used For the first section of theexperiments SiO2 with volume concentrations of 0 005 0 1 were added to the continuousaqueous phase and organic drops rising through this phase In the second section nanoparticles with 0 005 0 5 were added to aqueous dispersed phase settling through theorganic continuous phase Mass transfer direction was considered from dispersed tocontinuous phase for both sets of experiments Potentiometric titration was employed fordetermining final concentrations of solute in dispersed phases In order to visualizegeometrical shapes and determining size of the drops captured photos using a digitalcamera were analyzed by graphical softwares Adobe Photoshop 7 0 and ImageJ 1 47v Results indicated that in the presence of nanoparticles in the continuous phase and byadding its content up to 0 1 vol overall mass transfer coefficient deteriorated with anaverage value of 19 The negative impact of increasing nanoparticle content can beattributed to increase in viscosity of continuous phase which causes reduction of massdiffusivity and also nanoparicle hindrance effect which may cover the liquid liquidinterface and thus reducing of mass transfer Also by adding nanoparticles to the dispersedphase overall mass transfer coefficients decreased with nanoparticle volume fractions upto 0 05 with an average decrease of 17 This observation can be due to hindrance effectof fine particles and for more nanoparticle concentrations this effect overshadowed bystronger impact of disturbance field induced by Brownian motion of silica nanoparticles The experimental observations revealed that nanoparticle presence appears to have nosignificant impact on hydrodynamic parameters of rising or settling droplets includingterminal velocity geometrical shape and mean drop size for both conditions of addingnanoparticles to dispersed and continuous phases Keywords liquid liquid extraction nanofluid overall mass transfer coefficient hydrodynamic behavior single drop experiment
استاد راهنما :
محسن نصر اصفهاني
استاد مشاور :
نسرين اعتصامي
استاد داور :
محمدرضا احساني، ارجمند مهرباني
