23966

شبيه سازي رآكتور فوتوكاتاليستي به روش مونت كارلو به منظور بررسي پارامترهاي عملياتي در فرايند تبديل كربندي اكسيد

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي

1399

8/1399

دكتر شاهرخ شاه حسيني

دكتر مسعود رحيمي

مهندسي شيمي، نفت و گاز

ميزان جذب و شيوه پراكندگي نور در يك رآكتور فوتوكاتاليستي حلقه اي براي دو دوغاب با غلظت هاي متفاوت TiO2 به روش مونت‌كارلو در محيط سه بعدي محاسبه شده است. در اين شبيه سازي ها، ضريب جذب و ضريب پراكندگي يكبار به‌صورت تابعي از طول موج و بار ديگر به‌صورت متوسط در گستره طول موج لامپ در نظر گرفته شده است. تابع فاز هِني - گرينستاين براي نشان‌دادن شرايط متفاوت پراكندگي به كار گرفته شده و مقدار بهينه اين تابع به‌دست‌آمده است. اين فرض در نظر گرفته شده كه فوتون هايي كه به‌وسيله بستر دوغابي رو به عقب پراكنده مي شوند و با سطح لامپ برخورد مي كنند، به‌وسيله سطح لامپ بازتاب داده مي شوند. ميزان نور جذب شده به‌وسيله بستر دوغابي كه به روش مونت كارلو اندازه گيري شده است با ميزان خطاي مناسبي با داده هاي آزمايشگاهي تطابق دارد. مشاهده شد كه نوع پراكندگي نور به‌وسيله ذرات فوتوكاتاليست كه به‌واسطه تابع فاز هِني - گرينستاين تعيين مي شود، پارامتري اساسي براي دستيابي به نتايج دقيق نيست. همان‌طور كه در تحقيقات پيش‌ازاين گزارش شده، ميزان غلظت بهينه فوتوكاتاليست 0.14 g L-1 به دست آمد. تمام شبيه سازي به كمك نرم افزار انسيس فلوئنت صورت‌گرفته و تمام الگوريتم ها به كمك UDFها در محيط اين نرم افزار پياده سازي شده است. در انتها استفاده از روشي نوين جهت تخمين پراكندگي نور به‌وسيله حباب بررسي شده است.

1400/03/29

Simulation of photocatalytic reactor by Monte Carlo method to investigate the operating parameters in the carbon dioxide reduction process

11/21/2021 12:00:00 AM

The amount and scattering method of light was calculated for two slurries with different TiO2 concentrations in a ring photocatalytic reactor based on Monte Carlo method in three dimension space. The absorption and scattering coefficients once considered as a function of the wave length and once again as an average of lamp wave length range, in these simulations. To represent different scattering condition, Henny-Greenstein phase function is used and the optimum value of function is obtained. It is assumed that photons scattered backward by slurry bed and hit the lamp surface are reflected by the lamp surface. Amount of light absorb by slurry bed measured by Mont Carlo is matching with laboratory data with appropriate errors. Observations show that type of light scattering by photo catalysts particles determined based on Henny-Greenstein phase function is not an essential parameter for achieving accurate results. As have been reported in previous researches, the optimum concentration of photocatalyst is obtained 0.14 g/l. All simulations were performed using ansys fluent software and all algorithms were implemented using UDFs in the software environment. Finally, new method for estimating light scatter by bubbles is investigated

مدلسازي , شبيه سازي , واكنش فوتوكاتاليستي , روش مونت كارلو , رآكتور دوغابي , انسيس فلوئنت

Modeling , Simulation , Photocatalytic reactor , Monte Carlo method , RTE equation , Slurry reactor