12071

12071

شبيه سازي فرآيند تقطير غشايي با استفاده از روش ديناميك محاسباتي سيالات

كارشناسي ارشد

شيمي - فرايندهاي جداسازي

شهريور ماه 1392

شهريور ماه 1392

دكتر تورج محمدي

دكتر اميد بختياري

چكيده كمبود آب آشاميدني سالم مسئله جهاني مهمي است كه اهميت آن روز به روز بيشتر مي‌شود. تقطير غشايي روش جداسازي غشايي نسبتاً جديدي است كه عمدتاً براي نمك‌زدايي آب به كار گرفته مي‌شود. اساس تقطير غشايي عبور بخار از ميان غشاء متخلخلي است كه ميان فاز خوراك و فاز تراويده قرار گرفته است. در دست داشتن يك مدل رياضي معتبر و قابل اطمينان براي درك بهتر اساس كار اين فرآيند و پيش‌بيني كاركرد آن در كاربردهاي صنعتي ضرورت دارد. در اين پروژه يك مدل براي تقطير غشايي با تماس مستقيم و يك مدل براي تقطير غشايي تحت خلأ براي شناسايي عوامل مختلف در مدول‌هاي غشايي فيبر توخالي در نرم افزار كامسول و بر پايه روش المان محدود گسترش يافته است. براي به دست آوردن ميزان جريان تراوش يافه از ميان غشا، تركيبي از نفوذهاي نادسن و آزاد به همراه جريان ويسكوز در نظر گرفته شده است. همچنين فشار بخار سطحي محلول از مدل‌ها فشار بخار محلول ايده‌آل و تجربي به دست آمده و اثر هر كدام از اين مدل‌ها در بدست آوردن جريان تراوش كرده از غشا مورد بررسي قرار گرفته است. پس از بررسي‌هاي انجام شده مشخص گرديد كه در دما‌ها و غلظت‌هاي بالا (°C 70 و 3درصد وزني نمك) خطاي مدل محلول ايده‌آل افزايش قابل ملاحظه اي (حدود 28%) پيدا مي‌كند اما در دماها و غلظت‌هاي كم (°C 50 و 1درصد وزني نمك) ,خطاي اين مدل حدود 3% مي‌باشد كه قابل قبول است. در كليه شرايط خطاي مدل تجربي به طور ميانگين حدود 7% مي‌باشد. واژگان كليدي: تقطير غشايي، مدول فيبر توخالي, ديناميك محاسباتي سيالات، پيش بيني كاركرد غشا