-
شماره ركورد
30923
-
پديد آورنده
پريسا طغياني
-
عنوان
شبيه سازي استخراج مايع مايع و بررسي اثر هندسه ورودي
-
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
-
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي- فرايندهاي جداسازي
-
سال تحصيل
1400
-
تاريخ دفاع
1403/2/22
-
استاد راهنما
احمد رهبر كليشمي
-
استاد مشاور
ندارم
-
دانشكده
مهندسي شيمي، نفت و گاز
-
چكيده
فرآيند استخراج مايع-مايع به عنوان روشي كارآمد و انعطاف پذير در فرآيند هاي جداسازي در صنايع مختلف شناخته مي شود. تركيب استخراج مايع-مايع با فناوري ريزسيالش مزاياي متعددي مانند كاهش حجم نمونه و مواد شيميايي، افزايش دقت و اندازه گيري سريع تر داده ها، كاهش زمان و هزينه هاي آزمايش و كوچك كردن تجهيزات آناليزي را به ارمغان مي آورد. استفاده از شبيه سازي هاي عددي به عنوان ابزاري قدرتمند در تحليل و بهينه سازي فرايندهاي استخراج مايع-مايع، امكان ارزيابي سريع و دقيق رفتار فيزيكي و شيميايي اين فرايندها را فراهم مي كند و با استفاده از آن مي توان نياز به آزمايش هاي تجربي پر هزينه و زمان بر را به طور قابل توجهي كاهش داد. در اين پژوهش، شبيه سازي ديناميك سيالات محاسباتي استخراج حلالي يون كبالت (II) با استفاده از استخراج كننده دي اتيل هگزيل فسفريك اسيد (D2EHPA) و حلال دكان در يك ميكروكانال Y-Y انجام گرديد. در ابتدا، اثر متغيرهاي هندسي مانند زاويه ورودي (180-30 درجه) و زاويه خروجي (90-30 درجه) و سپس اثر متغيرهاي عملياتي مانند pH فاز آبي (8 – 4/4)، نسبت دبي فاز آلي به آبي (3 – 0/5 )، غلظت اوليه ي كبالت در فاز آبي (mM 5-25 ) و غلظت استخراج كننده (mM 10 -30) مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه با افزايش زاويه ورودي ميكروكانال از 30 تا 120 درجه به علت بهبود اختلاط بين دو فاز راندمان استخراج بهبود مي يابد. همچنين نتايج نشان داد كه در شرايط يكسان، راندمان استخراج براي يك ورودي Yشكل بهتر از يك ورودي Tشكل است. زاويه ورودي 132 درجه، زاويه خروجي 77 درجه، 7/13 =pH ، غلظت اوليه ي كبالت (mM) 21/6، غلظت استخراج كننده (mM) 27/2 و نسبت دبي فاز آلي به آبي 2/53 به عنوان شرايط بهينه براي استخراج به دست آمدند و ميزان استخراج در اين شرايط 84/46 درصد بود. واژههاي كليدي: استخراج مايع- مايع، ريزسيالش، ديناميك سيالات محاسباتي، هندسه ورودي ميكروكانال، كبالت
-
تاريخ ورود اطلاعات
1403/03/15
-
عنوان به انگليسي
Simulation of liquid-liquid extraction in microchannel and investigation of the effect of inlet geometry
-
تاريخ بهره برداري
5/11/2025 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
پريسا طغياني
-
چكيده به لاتين
Liquid-liquid extraction (LLE) is recognized as an efficient and versatile separation technique in various industries. Combining LLE with microfluidics technology offers numerous advantages, including reduced sample and chemical volumes, enhanced accuracy and faster data measurement, decreased experimental time and cost, and miniaturization of analytical devices. Computational simulations, as a powerful tool for the analysis and optimization of LLE processes, enable rapid and accurate evaluation of the physical and chemical behavior of these processes.This can significantly reduce the need for expensive and time-consuming experimental studies.In this study, the computational fluid dynamics (CFD) simulation of the solvent extraction of cobalt(II) ion was performed using di-2-ethylhexyl phosphoric acid (D2EHPA) as the extractant and decane as the organic solvent in a Y-Y microchannel. The effects of geometrical parameters, including the inlet angle (30-180°) and the outlet angle (30-90°), were initially investigated. Subsequently, the effects of operational parameters such as the aqueous phase pH (4.4-8), the organic-to-aqueous phase flow rate ratio (0.5-3), the initial cobalt concentration in the aqueous phase (5-25 mM), and the extractant concentration (10-30 mM) were examined. The results demonstrated that increasing the microchannel inlet angle from 30° to 120° improves the extraction efficiency due to enhanced mixing between the two phases. It was also observed that under identical conditions, the extraction efficiency is better for a Y-shaped inlet compared to a T-shaped inlet. The optimum conditions for extraction were determined as the inlet angle of 132°, the outlet angle of 77°, pH = 7.13, the initial cobalt concentration of 21.6 mM, the extractant concentration of 27.2 mM, and the organic-to-aqueous phase flow rate ratio of 2.53. The extraction efficiency under these conditions was 84.46%. Keywords: Liquid-liquid solvent extraction, Microfluidics, CFD simulation, Microchannel inlet geometry, Cobalt
-
كليدواژه هاي فارسي
استخراج مايع- مايع , ريزسيالش , ديناميك سيالات محاسباتي , هندسه ورودي ميكروكانال , كبالت
-
كليدواژه هاي لاتين
Liquid-liquid solvent extraction , Microfluidics , CFD Simulation , Microchannel inlet geometry , cobalt
-
Author
Parisa Toghyani
-
SuperVisor
Ahmad Rahbar
-
لينک به اين مدرک :