26113

شبيه‌سازي هيدروديناميك فرايند گوگردزدايي از سوخت مدل با حلال يوتكتيك عميق(DES)در ريز كانال‌ها

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي- طراحي فرايند

1398

1400/11/12

محمد امين ثباتي

سلمان موحدي راد

مهندسي شيمي، نفت و گاز

در اين پژوهش رفتار هيدروديناميك جريان دوفازي مايع-مايع درون يك ميني كانال T شكل با قطر 0.8 ميلي‌متر و به‌صورت افقي و با سطح مقطع دايره‌اي به‌صورت دوبعدي و سه‌بعدي در رژيم‌هاي مختلف شبيه‌سازي‌شده است. مواد مورداستفاده در اين شبيه‌سازي n-دكان به‌عنوان سوخت و پلي‌اتيلن گليكول 200(PEG-200) به‌عنوان حلال استفاده‌شده‌اند. با تعيين معادلات حاكم بر پديده‌هاي انتقال جريان دوفازي سيال با ديناميك سيالات محاسباتي (نرم‌افزار فلوئنت با استفاده از تكنيك حجم سيال) در ميني كانال و شبيه‌سازي رفتار آن در شرايط مختلف، تأثير عوامل عملياتي و در نظر گرفتن ساختار ميني كانال، مطالعه انجام شد. رژيم‌ها و اندازه قطراتي كه در آزمايشگاه اندازه‌گيري شده‌اند به‌عنوان يك منبع براي صحت نتايج استفاده‌شده‌اند؛ و علاوه بر آن استقلال مش با استفاده از مش‌هاي مختلفي انجام‌گرفته است. اثر تغييرات سرعت سيالات ورودي، نسبت دبي‌هاي سيالات، نوع اتصال ميني كانال و تغييرات كشش سطحي بر روي اندازه قطره و فاصله بين دو قطره و فيلم مايع موردبررسي قرار گرفتند. نتايج نشان داد كه با افزايش سرعت، طول قطرات كوچك‌تر و ضخامت فيلم مايع بيشتر مي‌شود. درعدد موئينگي كمتر 0.1188جريان به‌صورت پلاگ مي‌باشد؛ و در اين عدد موئينگي تا عدد 0.298 رژيم جريان به‌صورت جتي مي‌باشد؛ اما در اعداد موئينگي بالاتر از 0.298 يك رژيم جرياني بين جريان جتي و موازي ديده مي‌شود. در اعدادموئينگي 0.596 و بزرگ‌تر رژيم جريان به‌صورت موازي مي‌باشد. در رينولدز 0.0066 و كشش بين سطحي 0.002 نيوتون بر متر طول قطره برابر با 1.37 ميلي‌متر و فاصله بين قطرات 0.907 ميلي‌متر مي‌باشد با افزايش كشش سطحي در عدد رينولدز ثابت به 0.005 طول قطرات به 1.85 و فاصله بين قطرات به 1.81 مي‌رسد درحالي‌كه دركشش بين سطحي 0.009 اين مقادير به 2.15 و 1.96 مي‌رسد

1400/12/09

Hydrodynamic Simulation of desulfurization process of model fuel with deep eutectic solvent (DES) in small channels

2/1/2023 12:00:00 AM

In this study, the hydrodynamic behavior of two-phase liquid-liquid flow inside a T-shaped mini-channel with a diameter of 0.8 mm and horizontally and with a circular cross-section in two-dimensional and three-dimensional simulations in different regimes has been simulated. Materials used in this n-shop simulation as fuel and polyethylene glycol 200 (PEG-200) have been used as solvents. By determining the equations governing the phenomena of two-phase fluid flow transfer with computational fluid dynamics (Fluent software using volume of fluid technique) in the mini-channel and simulating its behavior in different conditions, the effect of operating factors and considering the mini-channel structure was studied. The flow regime and the size of the droplets measured in the laboratory have been used as a source for the accuracy of the results; In addition, the independence of the mesh has been done using different meshes. The effect of changes in inlet fluid velocity, fluid flow rate, mini-channel connection type and interfacial tension changes on droplet size and distance between two droplets and liquid film were investigated. The effect of changes in inlet fluid velocity, fluid flow rate, mini-channel connection type and interfacial tension changes on droplet size and distance between two droplets and liquid film were investigated. In capillary number less than 0.1188, the flow regime is in the form of a plug; and in this capillary number up to 0.298 the flow regime is jet; but at capillary numbers above 0.298 there is a flow regime between jet and parallel flow. At capillary numbers 0.596 and greater, the flow regime is parallel. At Reynolds number 0.0066 and interfacial tension 0.002 Newtons per meter, droplet length is 1.37 mm and distance between droplets is 0.907 mm. By increasing the surface tension in the constant Reynolds number to 0.005, the droplet length reaches 1.85 and the distance between the droplets reaches 1.81, while in the interfacial tension 0.009 these values reach 2.15 and 1.96.

سهراب پارياد

سهراب پارياد