15705

15705

شبيه سازي CFD و بررسي آزمايشگاهي راكتور بالارونده سه فازي گاز - مايع - جامد

كارشناسي ارشد

طراحي، شبيه‌سازي و كنترل فرآيندهاي شيميايي

آبان ماه 1394

آبان ماه 1394

دكتر شاهرخ شاه‌حسيني

شيمي

چكيده هيدروديناميك راكتور بالارونده سه فازي گاز–مايع–جامد به علت وجود پديده‌هايي ازجمله جريان‌هايچندفازي،برهمكنش‌هايبينفازي،برخورد ذرات، آشفتگيجريانوتبخيرمي‌باشد. از طرفي كاربرد گسترده و اهميت اين نوع از سيستم‌ها موجب شده است كه توجهي ويژه به بهبود عملكرد اين نوع راكتورها شود. با توجه به هزينه بسيار زياد انجام آزمايشات تجربي محققين براي پيش‌بيني بهبود عملكرد فرآيند به شبيه‌سازي CFD روي آورده‌اند. در صورت شبيه‌سازي دقيق و مناسب فرآيند موردنظر مي‌توان با استفاده از نتايج شبيه‌سازي به بهبود عملكرد اين نوع سيستم‌ها پرداخت. با توجه به هيدروديناميك پيچيده و ناشناخته اين نوع راكتورها مي‌بايست از مدل‌هاي مناسبي استفاده نمود كه علاوه بر كاهش زمان محاسباتي نتايج قابل‌قبولي در مقايسه با نتايج تجربي ارائه دهد. در اين تحقيق به بررسي مدل‌هاي مؤثر بر شبيه‌سازي CFD راكتور سه فازي پرداخته‌شده است. از مهم‌ترين مدل‌هاي مؤثر بر نتايج شبيه‌سازي CFD، مدل‌هاي آشفتگي و مدل‌هاي موجود در دل تئوري سينتيك جريان دانه‌اي مي‌باشد. با بررسي نتايج شبيه‌سازي‌هاي صورت گرفته و مقايسه آن با نتايج تجربي مي‌توان به تصحيح مدل و يا توسعه مدلي براي شبيه‌سازي CFD دقيق‌تر اين نوع سيستم‌ها پرداخت. شبيه‌سازي‌هاي انجام‌شده در اين تحقيق نشان مي‌دهد كه با ارائه مدل آشفتگي جديد، مي‌توان به كاهش خطاي نتايج شبيه‌سازي با نتايج تجربي پرداخت. همچنين نشان داده‌شده است كه با ارائهمجموعه مدلي مناسب براي تئوري سينتيك جريان دانه‌اي مي‌توانمشخصه‌هاي جريان را به‌خوبي پيش‌بيني نمود. واژه‌هايكليدي:راكتوربسترسيال، فرآيند FCC،شبيه‌سازي CFD، مدلآشفتگي، جريان دانه‌اي، راكتور سه فازي