10717

10717

شبيه سازي CFD هيدروديناميك راكتور حبابي - دوغابي همزن دار

كارشناسي ارشد

شيمي - طراحي، شبيه‌سازي و كنترل فرآيندها

آذر ماه 1390

آذر ماه 1390

دكتر سيد حسن هاشم‌آبادي

در اين تحقيق راكتور سه فازي (جامد-مايع-گاز) داراي دو همزن واحد ترفتاليك اسيد پتروشيمي شهيد تندگويان ماهشهر در ابعاد واقعي (قطر2/5 متر و ارتفاع 25/9 متر) به منظور بررسي تاثير هيدروديناميك راكتور بر عملكرد اسپارجرهاي هواي ورودي به روش ديناميك سيالات محاسباتي شبيه¬سازي گرديده است. بدين منظور، ابتدا به مسئله اعتبارسنجي شبيه¬سازي‌ها پرداخته شد. به عبارت ديگر به منظور بررسي رويكردهاي چندفازي اولرين-اولرين، مخلوط و همچنين مدل‌هاي اغتشاش و مقايسه اين روش‌ها و يافتن رويكرد و مدل‌هاي مناسب جهت شبيه¬سازي سيستم اصلي، يك راكتور حبابي همزن دار شبيه سازي شد. نتايج بدست آمده با داده¬هاي آزمايشگاهي آبين و همكارانش مقايسه شد. در بخش دوم با استفاده از مدل‌هاي منتخب به شبيه سازي راكتوري با ابعاد صنعتي منتها با يك همزن و بدون بخش بالايي پرداخته شد. هدف شبيه¬سازي‌هاي اين بخش بررسي تاثير نحوه توزيع هوا در بخش پاييني راكتور، نوع همزن، نحوه چرخش همزن و رينولدز همزن بر روي هيدروديناميك داخل راكتور بود. به منظور بررسي تاثير زاويه اسپارجر بر روي هيدروديناميك جريان درون راكتور، سه نوع چيدمان مختلف از راكتور (بر اساس زاويه دهانه خروجي اسپارجر با افق) طراحي گرديد. پارامترهاي مختلف براي هر سه چيدمان مطالعه شد و شرايط بهبوديافته راكتور از نظر هيدروديناميكي بدست آمد. در انتها چيدمان اصلي راكتور با تمام اجزاء شبيه سازي شد. نتايج حاصل از شبيه سازي نشاندهنده وضعيت متقارن هيدروديناميك در حالت طراحي راكتور بود. سپس شبيه سازي در يك خاص كه دبي ورودي خوراك زيادتر از مقدار معمول بود، انجام گرفت. در نهايت شبيه سازي حالت بهبوديافته انجام شد، نتايج نشان داد كه توزيع گاز و ميزان اختلاط در راكتور در حالت چيدمان بهبوديافته بيشتر مي‌باشد. واژه‌هاي كليدي: راكتور حبابي-دوغابي، مقياس صنعتي، شبيه سازي CFD، هيدروديناميك، رويكرد چندفازي، هندسه راكتور