5113

5113

مدل سازي ترموديناميكي فرايند جذب در غشاهاي پليمري

كارشناسي ارشد

شيمي -صنايع شيميايي معدني

مهر 1383

مهر 1383

فرزانه فيضي

09

در اين تحقيق ،فرايند جذب در غشاهاي پليمري به روش هاي مختلفي توصيف گشته است .تعادل فازي اين فرايند شامل محاسبات تبادل بخار -مايع (VLE ) ، مايع -مايع (LLE ) و تبادل بخار -مايع -مايع مي باشد .دراين تحقيق به جهت مهم ترين VLE ،تنها تعادل بخار -مايع در نظر گرفته شده است .در روش 1،معادلات حالت ( EOS ) به مخلوط پليمر -حلال جهت پيش بيني VLE توسعه يافتند .حلالها به وسيله معادله حالت PRRE ( پنگ رابينسون اصلاح شده به وسيله راهدار و فيضي ) با استفاده از گشتاور دو قطبي ،ضريب بي مركزي و پارامترهاي بحراني آنها قابل پيش بيني هستند .در روشهاي 2 و 3 معادله حالت اشتراك گروهي سيال شبكه ( GCLF ) جهت توصيف مخلوطهاي به شدت قطبي حلال -غشاي پليمري با استفاده از گشتاور دو قطبي حلال -پليمر و پارامترهاي حلاليت هانسن اصلاح شده است . در روش دوم ،انرژيهاي برهمكنش بين مولكولهاي مشابه براي معادله حالت GCLF گزارش شده اند . سپس فرمولهايي جهت به دست آوردن اين پارامترها براي حلال و پليمر با استفاده از نرم افزار Table curve پيشنهاد گشته است . اين فرمولبنديها بر پايه گشتاور دو قطبي حلال و پليمر انجام گرفته است . اين روش نيز براي محلولهاي به شدت قطبي غشاهاي پليمري قابل كاربرد بوده و به علت ماهيت پيش بين تر آن نسبت به مدلسازي اول ،داراي خطاي بيبشتري مي باشد .روش سوم يك مرحله جايگزين است كه در فقدان داده هاي آزمايشگاهي مثل گشتاورهاي دو قطبي پليمر و حلال مي تواند مورد استفاده واقع گردد . در هر صورت اين روش به پارامترهاي حلاليت هانسن (پراكندگي و قطبيت ) كه قابليت دسترسي بيشتري دارند ،نيازمند است.دقت اين روش به خاطر ذات كاملا پيش بين آن نسبت به مدلسازيهاي 1و 2 كمتر مي باشد از مدلهاي متفاوتي جهت پيش بيني تعادل بخار -مايع ( VLE ) محلولهاي چند جزيي غشاهاي پليمري استفاده شده است .به اين منظور ،از دو نوع متفاوت از مدلها سود برده شده است .گروه اول شامل مدلهاي كاملا پيش بين بر پايه اصل اشتراك گروهي و پارامترهاي حلاليت هانسن مي باشند . در اين گروه مدلسازيهاي دوم و سوم بحث شده در فصل سوم و همچنين معادله حالت GCLF براي اولين بار به سيستمهاي چند جزئي توسط روشي خاص توسعه يافته اند . گروه دوم شامل مدلهاي مولكولي ميباشد كه از محلولهاي دوتايي جهت با دست آوردن پارامترهاي دوتايي با استفاده ازداده هاي تعادلي بخار -مايع آنها سود برده است و سپس با استفاده از پارامترها رفتار سيستمهاي چند جزئي پيش بيني شده است . اين مدلها با داده هاي تجربي موجود در مقالات آزمايش شده اند و داراي دقت پيش بيني متفاوتي مي باشند . اين دقت بيشتر بستگي به سيستم مورد نظر دارد تا به مدل استفاده شده ، در حالت كلي ،مدلها پيش بيني تقريبا يكساني داشته اند و اختلاف بين مدلها به خاطر عدم اطمينان داده هاي آزمايشگاهي كاهش يافته است . همچنين دقت مدلهاي مولكولي در رده يكساني با مدلهاي اشترك گروهي قرار دارد . اين امر مي تواند خوشحال كننده باشد اما به نظر مي رسد كه اطلاعات تجربي موجود براي سيستمهاي چند جزيي از دقت مناسبي برخوردار نبوده و اين نتيجه گيري نياز به داده هاي بيشتري دارد .