13403

13403

مطالعه تجربي اندازه قطره و طغيان در ستون استخراج كوهني

كارشناسي ارشد

شيمي - طراحي، شبيه سازي و كنترل فرايند

پاييز 1393

پاييز 1393

دكتر احد قائمي - دكتر ميثم تراب مستعدي

چكيده در اين تحقيق، توزيع و ميانگين اندازه قطره و رفتار طغيان ستون استخراج كوهني به طور تجربي مورد مطالعه قرار گرفته است. براي انجام آزمايش ها از دو سيستم شيميايي تولوئن-آب ﴿كشش بين سطحي بالا﴾ و نرمال بوتيل استات-آب ﴿كشش بين سطحي متوسط﴾ در غياب انتقال جرم استفاده شده است. آزمايش هاي تجربي در يك ستون استخراج آزمايشگاهي كوهني از جنس شيشه داراي قطر7/11 سانتي متر و ارتفاع 70 سانتي متر و متشكل از 10 مرحله انجام شده است. اثر متغيرهاي عملياتي مانند سرعت همزن، سرعت فاز پيوسته و سرعت فاز پراكنده بر توزيع و ميانگين اندازه قطره و طغيان اندازه گيري شده است. اثر دور همزن در سرعت هاي 90 تا 270 دور بر دقيقه و اثر سرعت فازها در دبي هاي 18 تا 42 ليتر بر ساعت مورد برسي قرار گرفته است. نتايج نشان مي دهد كه ميانگين و توزيع اندازه قطره به شدت تحت تاثير سرعت همزن و كشش بين سطحي و به ميزان قابل توجهي متاثر از سرعت فاز پراكنده است. اما اثر سرعت فاز پيوسته بر ميانگين اندازه قطره به مراتب كمتر از اثر سرعت همزن و كشش سطحي است. دو رابطه براي پيش بيني ميانگين اندازه قطره و سرعت طغيان بر اساس متغيرهاي عملياتي، هندسه ستون و خواص فيزيكي سيستم مايع با استفاده از آناليز ابعادي و بر اساس گروه هاي بدون بعد ارائه شده است. براي محاسبه مقادير بهينه ضرايب رابطه هاي پيش بيني كننده ميانگين اندازه قطره و طغيان از روش هاي نوين رياضي الگوريتم ژنتيك و تراكم ذرات ﴿پرندگان﴾ استفاده شده است. اين روابط اندازه قطره و سرعت طغيان را به ترتيب با ميانگين خطاي نسبي 54/9 و 54/11 درصد پيش بيني مي كنند. واژه هاي كليدي: استخراج مايع – مايع، ستون استخراج كوهني، پارامترهاي هيدروديناميكي، ميانگين اندازه قطره، طغيان، توزيع اندازه قطره