عنوان پایان‌نامه
بررسی ضریب انتقال جرم جت مایع در سیستم های مایع- مایع در حضور نانو ذرات
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندهای جداسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1043.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 49746
- تاریخ دفاع
- ۱۱ مهر ۱۳۹۰
- دانشجو
- بهزاد ناظر
- استاد راهنما
- حسین بهمنیار
- چکیده
- امروزه یکی از موارد حائز اهمیت در طراحی و عملکرد دستگاه ها کاهش همزمان اندازه و انرژی مصرفی و افزایش راندمان است. در سال های اخیر، نتایج مطالعات با به کار گیری نانو سیالات ( که از پراکنش ذرات جامد با اندازه بین 1 تا 100 نانومتر در سیالات پایه حاصل میگردد.) نو آوری جدیدی را در پدیده های انتقال به ارمغان آورده و سبب حصول نتایج مطلوب و مدل های جالب توجه در راستای تامین خواست مذکور شده است. درذرات با ابعاد نانو، نیرو های الکترو استاتیک، واندروالس، کشش سطحی، براونی وکوانتوم از جمله نیرو های مؤثر به شمار می روند. لذا با توجه به افزایش تأثیر نیروهای بین مولکولی، در چنین مقیاسی با تغییر بعضی از خواص فیزیکی و شیمیایی مواجه می شویم. با توجه به اینکه اغلب مطالعات انجام شده تا کنون در حوزه انتقال حرارت صورت پذیرفته، در این پژوهش سعی در بررسی تاثیر محیط های انتقال مؤثر تر نانو سیال در حوزه انتقال جرم شده است. در پژوهش پیش رو بعضی از پارامتر های هیدرودینامیکی نظیر طول جت مایع و همچنین تعدادی از پارامترهای انتقال جرمی از قبیل بازده و ضریب تجربی انتقال جرم در سیستم تولوئن – آب – اسید استیک بررسی شده و تأثیر حضور نانو ذرات در درصدهای حجمی مختلف، بر این متغیرها مورد تحلیل قرار گرفته است. کلیه آزمایش ها با دو نازل با قطرهای داخلی متفاوت صورت گرفته و تأثیر اختلاف قطر بر متغیرهای مذکور بررسی شده است. نتایج حاصل، بازگو کننده این واقعیت است که اگرچه افزایش نانو ذرات به میزان قایل ملاحظه ای سبب بهبود راندمان انتقال جرم می شود، اما غلظت بهینه این ذرات تحت تأثیر پارامترهایی نظیر قطر داخلی نازل و پروفایل سرعت در جت مایع می باشد. لذا تعیین این مقدار بهینه می تواند به عنوان یک عامل کلیدی جهت کاربرد در فعالیت های صنعتی مد نظر قرار گیرد.
- Abstract
- Nowadays reducing both the size and energy consumption accompanied with efficiency increase are considered as one of the most important aspects in designing of operating equipments. The results of the performed researches in using nano-fluids (which come from dispersion of nano-particles with the size of 1 to 100 nano meter in base fluids) have brought an initiative in the field of transport phenomena and are lead to interesting models in achieving the mentioned goal. In nano-particles forces such as electro static, Van der Waals, facial tension, Brownian and quantum are assumed as effective forces. So considering an increase in intermolecular forces in such a size we will encounter with some variation in both physical and chemical properties. As regards that, a big majority of the performed researches have done in the field of heat transfer in this project we have tried to investigate the effect of more effective perimeters in the field of mass transfer. In the present project some of the hydrodynamic parameters such as liquid jet lengths, drop diameter and drop size distribution and also some of the mass transfer parameters such as efficiency and mass transfer coefficient in the system of toluene – water – acetic acid are investigated and the effect of nano-particles on these variables is analyzed. All the experiments are done with two nozzles which are different in internal diameter and the effect of such a difference on the above parameters is also investigated. The results imply that although addition of nano-particles improves mass transfer efficiency significantly, but the optimum concentration of nano-particles depends on parameters like internal nozzle diameter and velocity profile of the liquid jet, so specifying the optimal concentration should be considered as a key point in industrial applications.
