28660

مطالعه تجربي تاثير فشار بر فرآيند فلوتاسيون هواي محلول (DAF)با استفاده از آناليز تصاوير ديجيتال

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي- طراحي فرايند

1399

1402/4/24

سلمان موحدي راد

مهندسي شيمي، نفت و گاز

شناورسازي هواي محلول( ،)DAFاز حبابهاي ريز هوا براي جداسازي ذرات معلق جامد و روغن، استفاده ميشود. فرآيندي كه در آن شرايط عملياتي، بر عملكرد اين تجهيز تاثير گذار است. با توجه به اينكه در مطالعات پيشين، تاثير فشار بر اندازه، تراكم ميكروحباب و تماس آنها بر قطرات روغن مورد مطالعه دقيقي قرار گرفته نشد و همچنين به دليل اهميت وجود پسابهاي صنعتي با حجم بسيار بالا، اثر دبي، فشار، انواع مكانيسم تماسها و مطالعات بيشتر در اين زمينه تحقيقاتي انجام شد. اين پژوهش به منظور بررسي پارامترهاي عملياتي، ازساختار هندسي ارائه شده توسط شركت اكسون موبيل، يك نمونه شناورساز هواي محلول در مقياس آزمايشگاهي به ابعاد 45 × 35 × 2سانتيمتر و حجم 3ليتر ساخته شد. به دليل اثر ديواره بر روي حركت جريان، از عمق بسيار كم ( 2سانتيمتر) براي ساخت سامانه استفاده شد. پارامترهايي كه در مرحله آزمايشگاهي به صورت ميكروسكوپي و ماكروسكوپي بررسي شد، عبارتند از: انواع تماس بين حباب هوا و قطره روغن، اثر فشار مخزن اشباع ساز، دبي، اثر هندسه بر هيدروديناميك حركت جريان. در مقياس ميكروسكوپي تمامي حالتهاي تماس قطره روغن (اندازههاي متفاوت) با حباب هوا به موازات تاثير فشار برروي تماسها بررسي شد. تغييرات سرعت صعود به دليل در اختيار قرار دادن سطح تماس قطره بزرگتر نسبت به قطره كوچكتر و وجود اختلاف دانسيته ايجاد شده به واسطه لخته روغن/حباب با محيط آبي است. براي اندازه قطر قطرات يكسان، سرعت صعود در فشار 100و 200كيلوپاسكل نسبت به فشار 250كيلوپاسكال صعوديتر است. اين امر به دليل تعداد بالاي حبابهاي ريز در فشارهاي بالا است كه اثر اختلاف دانسيته در سرعت صعود كمتر ميشود. عاملي ديگر كه در سرعت صعود دخيل است گردابههاي ايجاد شده در اثر وجود تراكم زياد حبابهاي ريز است كه قطرات روغن را از مسير صعود دور ميكند. به منظور بررسي رفتار ماكروسكوپي جريان، با متوسط گيري زماني از تصاوير اخذ شده و تعيين ميدان سرعت با استفاده از ،PIVمدت زمان لازم براي پايدار شدن جريان در حال حركت، دبي وفشار اشباع كننده در حال تغييراست. مدت زمان ميانگين براي دبي وفشارهاي عملياتي كم، بسيار زياد و براي دبي و فشارهاي بيشتر، زمان ميانگين كاهشي است.

1402/06/15

Experimental study of the effect of pressure on the Dissolved Air Flotation (DAF) by using digital image analysis

7/14/2024 12:00:00 AM

Dissolved Air Flotation (DAF) is a highly effective method for separating suspended oil and solid particles by using small air bubbles. Digital Image Analysis (DIA) approaches were used to investigate microscopic and macroscopic phenomenon in the flotation process. DIA and Particle Image Velocimetry (PIV) were applied on the contact mechanisms oil/bubbles and operational parameters, saturation pressure and flow rate. In the microscopic phenomenon of oil/bubbles contact, it was observed that the saturation pressure has a direct effect on the rising velocity of the oil /bubble’s clots. The effect of saturation pressure at 100.0 to 200.0 kPa in the oil diameter, the rising velocity and the density difference of the oil/bubble with the water medium was increased. At higher pressures (250.0 kPa), the effect of sweeping on bubble were increased and the rising velocity decreased. To further understand the macroscopic behavior of the flow, time-averaged images were obtained and the velocity field was determined using PIV. With the increase in the flow rate and saturation pressure, the average time and velocity of the eddies increased and caused an increase in the output flow rate of purified water.

شناورسازي هواي محلول , هيدروديناميك

dissolved air flotation , hydrodynamics

Mohammad Javad Taghizade

Dr. Salman Movahedi Rad