"پایان نامه" شیمی: بررسی انتقال جرم درون قطرات و ارائه یک مدل جدید

متن کامل پایان نامه مقطع ارشد مهندسی شیمی

با عنوان : بررسی انتقال جرم درون قطرات و ارائه یک مدل جدید

در ادامه مطلب می توانید تکه هایی از ابتدای این پایان نامه را بخوانید

و در صورت نیاز به متن کامل آن می توانید از لینک پرداخت و دانلود آنی برای خرید این پایان نامه اقدام نمائید.

دانشگاه آزاد اسلامي

واحد تهران جنوب

دانشكده تحصيلات تكميلي

“M.Sc” پايان نامه براي دريافت درجه كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي

عنوان:

بررسي انتقال جرم درون قطرات و ارائه يك مدل جديد

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چكيده

استخراج مايع – مايع اخيراً به عنوان يكي از مهمترين روشهاي جداسازي در صنايع مورد استفاده فراواني دارد.

يكي از مهمترين مباحث در استخراج مايع – مايع انتقال جرم از فاز پراكنده مي باشد مدلهاي مختلفي براي بيان ضريب انتقال جرم به قطره و يا از قطره ارائه شده اند و بهترين مدلي كه تاكنون نتايج خوبي در مقايسه با داده هاي تجربي داشته است مدل هندلوس – بارون مي باشد. ولي اين مدل نيز داراي فرضيات دور از واقعيتي است و محققين ديگري مدلهاي جديدي ارائه كرده اند.

در اين پروژه مدل ارائه شده توسط Henschke & Pfennig مورد بررسي قرار گرفته است و تصحيحي بر اين مدل جهت كابرد آن در برج RDC ارائه شده است.

نتايج نشان مي دهد اختلاف تعداد مراحل تئوري و تجربي در مدل Pfennig & Henschke زیاد است كه دال بر دقت كم آن است. بر خلاف مدلPfennig & Henschke مدل اصلاح شده آن پيش بيني بسيار خوبي براي تعداد مراحل انتقال دارد. مقايسه پيش بيني مدل Pfennig & Henschke و اصلاح شده آن بيانگر اينست كه مدل Pfennig & Henschke ضرائب انتقال جرم داخل قطره را كمتر از مقادير واقعي آنها پیش بینی می کند.

مقدمه

بحران انرژي موجود در جهان، منجر به تحقيقات وسيعي در مورد استفاده از روشهاي جداسازي قابل رقابت با فرآيند تقطير (كه باعث مصرف مقدار زيادي انرژي مي گردد) شده است. بدين لحاظ استخراج مايع – مايع، اكنون به عنوان يك فرآيند جداسازي مهم در آمده است، كه موارد استفاده از آن در صنايع پتروشيمي و هسته اي و حتي ساخت آنتي بيوتيك ها گسترش يافته است.

استخراج مايع – مايع يكي ازعمليات واحد صنعتي مهم است كه براي آن انواع تجهيزات طراحي شده اند مانند: همزننده ته نشين كننده ها (Mixer – settlers،) ستون های آکنده(packed column)، ستون های همزده (agitated column)، ستون های پاشنده (spray column)، ستونهاي سيني دار (perforated tray column) و غيره. در كليه اين تجهيزات انتقال جرم از طريق پراكندن يك فاز مايع در ديگري انجام مي گيرد كه مايع اول «فاز پراکنده یا فاز قطره» و مایع دوم «فاز پیوسته» نامیده می شود.

عوامل اصلي كه طراحي چنين تجهيزاتي را تحت تأثير قرار مي دهند مورد توجه بسياري از محققين قرار گرفته و با رشد استفاده از اين تجهيزات، نياز به روشهاي طراحي واقعي تر و دقيق تر، احساس مي شود. روشهاي تجربي طراحي كه در ساليان گذشته مورد استفاده قرار مي گرفتند، بتدريج توسط روشهاي علمي جايگزين شدند كه در آن تخمين ستونهاي انتقال جرم و ظرفيت تجهيزات از معادلات بنيادي و اطلاعات كاربردي موجود درمراجع انجام مي پذيرد، زيرا بدست آوردن داده هاي تجربي در پايلوت پلنت ها (pilot plants) پرهزينه و استفاده از آنها در مرحله بزرگنمایی (scale up) نامطمئن است.

شدت انتقال در هر فرآيند انتقالي به سه عامل بستگي دارد: سطح تماس، نيروي محركه و ضريب انتقال. گاهي تعيين اين عوامل به سهولت انجام مي پذيرد، نظير انتقال حرارت، ولي در محاسبه شدت انتقال جرم روابط ساده اي جهت تعيين اين عوامل وجود ندارد، زيرا اين شدت نه تنها به نفوذ بلكه به روابط هيدروديناميكي مربوط است. تعيين ضرايب كلي انتقال جرم جهت طراحي تجهيزات استخراج نياز به اطلاعاتي در مورد ضرايب انتقال جرم فازهاي پراكنده و پيوسته دارد. در چند دهه اخير، در اين زمينه تحقيقات تجربي و تئوري بسياري صورت پذيرفته است. ولي پيش بيني ضرايب انتقال جرم قطرات در دستگاههاي استخراج هنوز با عدم اطمينان مواجه است، دليل اين نيز وجود ضمائم داخلي دستگاه نظير بفل ها (baffles)، آكنه ها يا سيستم همزن است. اين ضمائم موجب به هم پيوستن و يا شكستن قطرات شده و يا ايجاد حركت چرخشي و نامنظم داخل سيستم مي كند. حتي در غياب چنين عوامل پيچيده اي، در حال حاضر فقط مي توان حدود تقريبي بالا و پايين ضرائب انتقال جرم را پيش بيني نمود كه اختلاف اين دو مقدار با يكديگر حتي ممكن است تا حدود 10 برابر باشد.

به منظور پرهيز از مشكلات برهم كنش قطرات، در بسياري از مطالعات بنيادي انتقال جرم، سعي شده است كه شكل ساده هيدروديناميكي را به كار برده و با استفاده از تجهيزات آزمايشگاهي متغيرهاي اصلي كنترل كننده را مشخص نمايند و به همين علت از سيستم هاي با قطرات منفرد استفاده مي شود.

به نظر مي رسد كه موضوع انتقال جرم در مورد قطرات با شكل تقريباً كروي و فاقد نوسان و آشفتگي هاي سطحي كاملاً درك شده باشد ولي بطور كلي فرآيند انتقال جرم در مورد يك قطره در حال حركت به عنو ان پديده اي پيچيده شناخته شده و علت آن وجود عواملي  نظير جدايي لايه مرزي، تشكيل و جدايي چرخانه ها و انتقال جرم واقع شده در آنها، چرخش داخلي قطرات از حالت چرخش كاملاً توسعه يافته تا حالت بدون چرخش مي باشد. علاوه بر همه اين عوامل، مشكلات ناشي از اثر ات سطحي نظير نوسانات ميكروماكرو در سطح قطره و ناپايداري آنها به علت حركت جابجايي و نيز حضور عوامل فعال سطحي (surface active agents) که باعث تغييرات عمده اي در انتقال جرم قطره مي شوند را مي توان افزود.

در فرآيند انتقال جرم يك قطره، حداقل سه مرحله مهم وجود دارند كه عبارتند از:

1- مرحله تشكيل قطره در فاز پيوسته.

2- مرحله صعود يا سقوط آزاد قطره از ميان فاز پيوسته.

3- مرحله پيوند قطرات در انتهاي مرحله صعود يا سقوط آزاد.

هر يك از مراحل فوق در تجهيزات استخراج خاصي حائز اهميت مي باشند به عنوان مثال مرحله دوم در ستونهاي پاشنده از ساير مراحل مهمتر است و در يك ستون سيني دار مراحل اول و سوم نسبت به مرحله دوم از اهميت بيشتري برخوردارند. به منظور ساده سازي مسئله، عموما تلاش مي كنند كه انتقال جرم صعود يا سقوط آزاد را از اثرات مرزي دو مرحله ديگر تفكيك نمايند.

از آنجا كه سطح انتقال جرم و ضريب آن در فرايند انتقال جرم به شدت وابسته به اندازه قطره مي باشد، در اين تحقيق ضمن مطالعه مراحل مختلف انتقال جرم درون قطره و بررسي چند مدل جديد، پيش بيني مدلهاي Handlos&Baron و Pfennig&Henschke بررسی خواهد شد و با توجه به نتايج كسب شده در ارتباط با غير واقعي بودن مدل Handlos & Baron و كم بودن دقت مدل Pfennig & Henschke، مدل جديدي بر اساس تصحيح مدل Pfennig & Henschke ارائه شده و نتايج آن با نتايج تجربي مقايسه خواهند شد.

تعداد صفحه : 111

قیمت : یازده هزار تومان

 

***

—-

:        ****       baharfile@zoho.com

جستجو در سایت : کلمه کلیدی خود را وارد نمایید :

 

برای جستجو بر اساس موضوع های پایان نامه ها اینجا کلیک کنید

مطالب مشابه را هم ببینید

 

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید