10780

10780

شبيه‌سازي CFD فرايند استخراج مايع - مايع در تماس‌دهنده غشايي

كارشناسي ارشد

شيمي - طراحي، شبيه‌سازي و كنترل فرايندها

آذر ماه 1391

آذر ماه 1391

دكتر محمدتقي صادقي

در اين مطالعه بازيابي تركيبات معطره از خوراك آبي بوسيله استخراج با حلال در يك تماس-دهنده غشايي الياف توخالي شبيه¬سازي شده است. معادلات مومنتوم، پيوستگي و انتقال اجزا در فاز خوراك آبي (سمت پوسته)، سمت غشا و فاز آلي (سمت لوله) از يك تماس‌دهنده غشايي الياف توخالي حل شده¬اند. براي مدلسازي شار نفوذ جرمي، از دو مدل نفوذ فيك و نفوذ ماكسول-استفان استفاده شده است. معادلات ناوير استوكس در سمت پوسته، لوله و غشا حل شده¬اند. همچنين مدل سرعت هپل و مدل جريان حلقوي بين دو لوله، در سمت پوسته و مدل جريان آرام و توسعه يافته در سمت لوله بكار گرفته شده¬اند. در پايان دستگاه معادلات ديفرانسيل جزئي حاصل به روش المان محدود حل شده است. بر طبق نتايج، با كاهش رينولدز در سمت لوله و افزايش رينولدز در سمت پوسته غلظت خروجي در سمت لوله افزايش مي‌يابد. همچنين با افزايش رينولدز در سمت لوله و سمت پوسته، ضخامت لايه مرزي غلظتي كاهش يافته و در نتيجه مقاومت در برابر انتقال جرم كاهش مي‌يابد كه به معني افزايش ضريب انتقال جرم است. در اين مطالعه نشان داده شده است كه غلظت روي ديواره غشا در سمت خوراك (پوسته) تغييرات چنداني ندارد درحاليكه در سمت حلال (لوله) غلظت روي ديواره غشا تغييرات قابل توجهي دارد. بر اساس نتايج بدست آمده از شبيه‌سازي، رابطه‌ موجود براي تعيين عدد شروود سمت پوسته كه براي چيدمان نامنظم الياف بود براي چيدمان منظم الياف اصلاح شده است. اين رابطه اصلاح‌شده توانسته است با دقت خوبي ضريب انتقال جرم آزمايشگاهي را پيش¬بيني كند. واژه‌هاي كليدي: تركيبات معطره، شبيه‌سازي، انتقال جرم، تماس‌دهنده غشايي