عنوان پایان‌نامه
بررسی تاثیر پارامترهای عملیاتی روی طغیان در یک ستون استخراج ضربه ای افقی-عمودی از نوع سینی دار
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندهای جداسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1722.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73722;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1722.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73722
- تاریخ دفاع
- ۰۴ بهمن ۱۳۹۴
- دانشجو
- امین داوری
- استاد راهنما
- حسین ابوالقاسمی
- چکیده
- در این پروژه افت فشار دوفازی در ستون‌های ضربه‌ای افقی– عمودی از نوع سینی‌دار و در مقیاس نیمه‌صنعتی برای سه سیستم آب–تولوئن، آب -بوتیل استات و آب -نرمال بوتانول با کشش‌های بین سطحی متفاوت، اندازه‌گیری شده است. اثر پارامترهای عملیاتی نظیر سرعت حجمی فازهای پیوسته و پراکنده و شدت ضربه (حاصل‌ضرب دامنه ضربه در فرکانس ضربه) بر روی افت فشار دوفازی تا هنگام رسیدن سیستم به حالت طغیان موردبررسی قرار گرفت؛ و نتایج نشان داد که افت فشار به‌شدت از سرعت حجمی فاز پیوسته و شدت ضربه و همچنین از سرعت حجمی فاز پراکنده تأثیر می‌پذیرد؛ به‌گونه‌ای که با افزایش هرکدام از پارامترهای عملیاتی ذکرشده، افت فشار نیز افزایش می‌یابد. همچنان نتایج بررسی تأثیر پارامترهای عملیاتی ذکرشده روی نقطه طغیان نشان داد که افزایش سرعت حجمی فاز پیوسته و همچنین سرعت حجمی فاز پراکنده سیستم را به حالت طغیان نزدیک می‌کند. لازم به ذکر است افزایش شدت ضربه نیز باعث نزدیک شدن ستون به حالت طغیان می‌شود. درواقع با افزایش شدت ضربه، حداکثر ظرفیت عملیاتیِ ستون کاهش می‌یابد و طغیان در دبی‌های کمتری از فاز پراکنده اتفاق می‌افتد. همچنین با افزایش کشش بین فازی حداکثر ظرفیت عملیاتیِ ستون افزایش می‌یابد و ستون در سیستم‌های با کشش بین فازی بالاتر دیرتر به حالت طغیان نزدیک می‌شود. درنهایت با استفاده از روش آنالیز ابعادی یک رابطه برای پیش‌بینی افت فشار در حالت دور از طغیان (زیر نقطه طغیان) ارائه شد که میانگین خطای 17/3 درصد با داده‌های تجربی از خود نشان می‌دهد؛ و یک رابطه نیز برای پیش‌بینی افت فشار در حالت طغیان با درصد خطای 57/ 4 درصد ارائه گردید که با توجه به توافق بسیار خوب این روابط با داده‌های تجربی، استفاده از آن‌ها برای پیش‌بینی نقطه طغیان در ستون پیشنهاد می‌شود. همچنان یک رابطه برای پیش‌بینی سرعت فاز پراکنده در هنگام طغیان ارائه شد که توافق بسیار خوبی با میانگین خطای 53/10 درصد با داده‌های تجربی از خود نشان می‌دهد که با استفاده از آن و با انجام محاسبات معکوس می‌توان قطر ستون را طراحی نمود.
- Abstract
- In this study, the two-phase pressure drop has been investigated using three different liquid systems of water–toluene, water–butyl acetate and water–normal butanol with different interfacial tension in the absence of mass transfer in a pilot plant vertical–horizontal pulsed plate column. The effects of operational parameters, such as the dispersed and the continuous phases flow rates, pulsation intensity on two–phase pressure drop both in the flooding points and away from flooding points have been studied. It was found out that the pressure drop is seriously affected by the continuous and the dispersed flow rates and pulsation intensity. On the other hand, with an increase in one of the operating parameters, pressure drop will also be increased. In addition, with an increase in the interfacial tension, pressure drop will also be decreased. Finally a semi-empirical correlation was suggested to predict the pressure drop under flooding point that shows good agreement with experimental data with an absolute average relative error (AARE) of 3.17%. Another correlation was suggested to predict the pressure drop in the flooding points that shows good agreement with experimental results with an absolute average relative error (AARE) of 4.57% which can be used to estimate flooding points. Another equation was obtained to predict the flooding velocity of dispersed phase which can be used to determine column diameter. Keywords: pressure drop, flooding, pulsed plate column, flooding velocity, liquid –liquid extraction
