12378

12378

شبيه سازي جداسازي گازها به وسيله سانتريفيوژ گازي

كارشناسي ارشد

شيمي - طراحي، شبيه سازي و كنترل فرآيند

اسفند ماه 1391

اسفند ماه 1391

دكتر شاهرخ شاه حسيني - دكتر احد قائمي

چكيده امروزه روش¬هاي گوناگوني براي جداسازي گازها وجود دارد كه يكي از مهم‌ترين و كاربردي¬ترين آن¬ها در صنعت، سانتريفيوژ گازي مي¬باشد. با توجه به روزافزون بودن استفاده از اين تجهيز در صنعت به خصوص در بخش هسته¬اي به نظر مي‌رسد پرداختن به جوانب گوناگون اين تكنولوژي از اولويت‌هاي مهم تحقيقاتي باشد. در اين تحقيق جداسازي يا غني¬سازي گازها به روش سانتريفيوژ گازي مورد مطالعه و بررسي قرار گرفته است. يكي از مهم‌ترين موضوعاتي كه در مورد سانتريفيوژهاي گازي مطرح است، تعيين محل ورود و خروج خوراك و محصولات غني¬شده و تهي¬شده مي¬باشد كه با توجه به نحوه توزيع غلظت درون سانتريفيوژ گازي تعيين مي¬گردد. در اين تحقيق معادلات انتقال جرم بمنظور يافتن توزيع غلظت در سانتريفيوژ گازي با استفاده از روش تفاضل محدود حل شده است. هدف از اين كار يافتن توزيع غلظت دوبعدي به كمك روش¬هاي شبيه¬سازي عددي در راستاي شعاع و ارتفاع در سانتريفيوژ گازي بوده است. براي يافتن توزيع غلظت دوبعدي، معادله ديفرانسيلي پاره¬اي انتقال جرم با روش تفاضل محدود گسسته¬سازي شده و با در نظر گرفتن شرايط مرزي مناسب مربوط به انتقال جرم حل شده است. نتايج بدست آمده حاكي از جداسازي و افزايش غلظت در قسمت بالايي سانتريفيوژ و كاهش غلظت در بخش پاييني، نسبت به خوراك ورودي بوده است. در قسمت بالايي سانتريفيوژ در نواحي نزديك به اسكوپ بالا غلظت افزايش و در نواحي نزديك به اسكوپ پايين كاهش مي-يابد. اختلاف غلظت در قسمت فوقاني و تحتاني سانتريفيوژ با افزايش شعاع افزايش مي¬يابد. بالاترين غلظت بدست آمده در سانتريفيوژ شبيه¬سازي شده اين تحقيق و مورد مشابه كه توسط ويلاني گزارش شده و از اطلاعات سرعت آن در اين تحقيق استفاده شده است خطاي نسبي 3 درصد را نشان مي¬دهد. با توجه به نتايج بدست آمده و مطابقت نسبي آن با نتايج ساير كارهاي تحقيقاتي به نظر مي¬رسد استفاده از روش عددي تفاضل محدود براي بدست آوردن توزيع غلظت مناسب و كارآمد باشد. واژه‌هاي كليدي: سانتريفيوژ گازي، توزيع غلظت دوبعدي، شبيه¬سازي عددي، روش تفاضل محدود.