عنوان پایان‌نامه
بررسی ضرایب انتقال جرم صعود در برج های استخراج مایع - مایع پرشده منظم در حضور ذرات نانو
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی-کاتالیست
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1071.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 50216
- تاریخ دفاع
- ۲۹ آبان ۱۳۹۰
- دانشجو
- پریسا تقوی نژاد
- استاد راهنما
- حسین بهمنیار
- چکیده
- تعیین ضرایب انتقال جرم در دستگاه استخراج کننده، به عنوان یکی از پارامتر های مهم در طراحی صنعتی می باشد. بررسی این مبحث پیچیدگی های خاصی دارد و بسیار گسترده می باشد. در این پژوهش با استفاده از یک ستون پرشده منظم و دو سامانه شیمیایی مختلف ( آب/ استیک اسید/ تولوئن و آب/ استیک اسید/ کروزین) آزمایش های مختلفی انجام شد. در همه آزمایش ها جهت انتقال جرم از فاز پراکنده (فاز آلی) به فاز پیوسته (فاز آبی) بود. در هر آزمایش قطر قطره و موجودی فاز پراکنده وغلظت فاز پراکنده بعد از انتقال جرم اندازه گیری شد و ضرایب انتقال جرم مورد محاسبه قرار گرفتند در این پژوهش ضرایب انتقال جرم در حضور نانو ذرات آب گریز سیلیکا محاسبه گردیدند. در سامانه تولوئن/اسید استیک /آب در اثر افزوده شدن 1/0 درصد حجمی نانو ذره راندمان انتقال جرم تا 25 درصد افزایش پیدا کرد. در مورد سیستم کروزین/اسید استیک /آب مشاهده گردید که با افزودن مقدار کمی از نانو ذرات ابتدا ضرایب انتقال جرم کاهش می یابد با افزایش غلظت نانوذرات در داخل قطرات چرخش های داخلی قطره افزایش یافته و ضرایب انتقال جرم نیز افزایش می یابد. این افزایش تا رسیدن به غلظت بحرانی نانو ذره ادامه پیدا می کند. با افزودن مقادیر بیشتر از غلظت بحرانی، راندمان وضریب انتقال جرم کاهش می یابد. ضرایب انتقال جرم سامانه کروزین/اسید استیک /آب در حضور دو نانو ذره آب گریز(H18) و بسیار آب گریز(H20) مقایسه گردید و ملاحظه شد که ضرایب انتقال جرم مربوط به نانو ذره (H20) بزرگتر می باشد. همچنین تاثیر پارامتر های عملیاتی از قبیل جریان حجمی فاز پراکنده و ارتفاع فعال ستون، قطر نازل نیز روی ضریب انتقال جرم بررسی شده است. نتایج تجربی بدست آمده با مدل های دیگر انتقال جرم مقایسه شده اند.
- Abstract
- One of the most important parameter in design of Liquid-Liquid extraction column is determination of mass transfer coefficients. This topic is very widespread and indirect.In this study aregular packed column with two different chemical systems(water/acetic acid/Kerosene and water/acetic acid/toluene were used. Different mass flow rates of dispersed (Qd)were used (40,60,80cc/min) for the fixed mass flow rates of continuous (Qc) phases (60cc/min) with mass transfer direction being made from the dispersed phase to the continuous one.In all of the experiment drop dimeter,dispersed phase hold up and solute Concentration after two phases contact were measured and then mass transfer coefficients werw calculated. The nanofluids used were prepared by dispersing SiO2 nanoparticles of 0.01, 0.03, 0.05 and 0.1 volume percent with two different hydrophobicities in kerosene as base fluid using ultrasonication. When the Concentration of nanoparticles is low mass transfer coefficients decrease with increasing Concentration of nanoparticles mass transfer coefficients increase and reach to maximum amount after then with increasing Concentration of nanoparticles mass transfer coefficients decrease The nanofluids used were prepared by dispersing SiO2 nanoparticles of 0.1 volume percent in toluene as base fluid using ultrasonication. The results indicate that mass transfer coefficient enhanced by 10-220% for water/acetic acid/toluene system. UV–vis spectrophotometer was also used for evaluation of the nanofluids stability. Also the effect of operational parameter such as dispersed phase mass flow rate, active height of column and nozzle diameter on mass transfer coefficients werw examind.
