عنوان پایان‌نامه
بررسی اثر غلظت عوامل فعال سطحی برروی اندازه قطرات دریک دستگاه میکسر ستلر به همراه انتقال جرم
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندها
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 841.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 41364
- تاریخ دفاع
- ۲۰ خرداد ۱۳۸۸
- دانشجو
- پریسا ظاهری
- استاد راهنما
- حسین ابوالقاسمی
- چکیده
- یکی از پارامتر های مو?ثر در استخراج مایع-مایع توزیع اندازه قطرات است. اندازه قطرات سطح لازم برای انتقال جرم و واکنش شیمیایی را فراهم می کنند. در این تحقیق، توزیع اندازه قطرات در دستگاه میکسر-ستلر افقی مورد بررسی قرار گرفته است. بطورکلی اندازه قطره به پارامتر های متعددی از جمله خواص فیزیکی فازها، مشخصات هندسی تجهیزات، دور همزن، کشش بین سطحی، ماندگی (هلدآپ)، حضور مواد فعال سطحی(سورفکتانت ها) و دما بستگی دارد. این تحقیق، شامل پنج بخش کلی می باشد، در بخش اول آزمایش ها، توزیع اندازه قطرات بدون حضور جزء منتقل شونده و ماده فعال سطحی مورد بررسی قرار گرفته است، در بخش دوم، از سدیم دودسیل سولفات به عنوان ماده فعال سطحی آنیونی استفاده شده است و توزیع اندازه قطرات مورد بررسی قرار گرفته است، در بخش سوم، اثر عامل فعال سطحی سدیم دودسیل سولفات بر اندازه قطرات در حضور استن بعنوان جزء منتقل شونده مورد بررسی قرار گرفته است. در بخش چهارم، از آنیلین به عنوان ماده فعال سطحی کاتیونی استفاده شده است و توزیع اندازه قطرات مورد بررسی قرار گرفته است، و در بخش پنجم اثر عامل فعال سطحی آنیلین بر اندازه قطرات در حضور استن بعنوان جزء منتقل شونده مورد بررسی قرار گرفته است. برای نتایج حاصل از بخش اول آزمایش ها، یک مدل ریاضی ارائه شده است که تطابق بسیار خوبی با نتایج تجربی به دست آمده دارد. وقتی که ماده فعال کننده سطحی سدیم دودسیل سولفات به سامانه اضافه می شود، در غلظت های پایین آن، اندازه قطرات کاهش شدیدی از خود نشان می دهند ولی در غلظت های بالا، با افزایش غلظت ماده فعال کننده سطحی تغییر بسیار کمی در اندازه قطرات مشاهده می شود. در حضور ماده فعال کننده سطحی، افزایش سرعت آشفتگی اثر کمتری نسبت به حالتی که در آن ماده فعال سطحی وجود ندارد، می گذارد. همچنین افزایش ماندگی اثر کمتری نسبت به حالتی که در آن ماده فعال سطحی وجود ندارد، بر اندازه قطرات دارد. برای نتایج آزمایش ها این بخش برای هر یک از غلظت های سدیم دودسیل سولفات، یک مدل ریاضی برای اندازه میانگین قطرات و همچنین یک مدل کلی بصورت تابعی از غلظت سدیم دودسیل سولفات، ارائه شده است. با افزایش استن به سامانه حاوی عامل فعال سطحی، اثر افزایش سرعت آشفتگی و ماندگی کمتر خواهد شد، زیرا که با افزایش استن بعنوان جزء منتقل شونده، میانگین اندازه قطرات بیشتر کاهش می یابد. برای نتایج آزمایش ها این بخش نیز برای هر یک از غلظت های سدیم دودسیل سولفات در حضور استن، یک مدل ریاضی برای اندازه میانگین قطرات و همچنین یک مدل کلی بصورت تابعی از غلظت سدیم دودسیل سولفات، ارائه شده است. نتایج مربوط به عامل فعال سطحی آنیلین مشابه با نتایج سدیم دودسیل سولفات است، با این تفاوت که اندازه میانگین قطرات در این حالت کمی بزرگتر از اندازه میانگین قطرات در حضور سدیم دودسیل سولفات می باشد. در این حالت نیز برای هر یک از غلظت های آنیلین یک مدل ریاضی ارائه شده است.
- Abstract
- Drop size distribution is one of the essential parameters in liquid-liquid extraction. Drops size provide contact area for mass transfer process and chemical reactions. In the present work, drop size distribution in a mixer-settler has been investigated. Many parameters affected on drops size that some of them are: physical properties of phases, equipment characteristics, impeller speed, hold-up, surfactants and temperature. This thesis contains five parts: 1- investigation of drop size distribution without solute and surfactant, 2- investigation of drop size distribution with anionic surfactant (Sodium Dodecyl Sulfate), 3- investigation of drop size distribution with solute (acetone) and anionic surfactant (Sodium Dodecyl Sulfate), 4- investigation of drop size distribution with cationic surfactant (Aniline), 5- investigation of drop size distribution with solute (acetone) and cationic surfactant (Aniline). For the result of the first part of experiments, a model has been derived that this model has good fitness with experiment results. When Sodium Dodecyl Sulfate was added to the system, in the low concentration of surfactant a significant decrease in mean drop size has been observed but at high concentration, with increasing of surfactant concentration mean drop size didn’t change more. With including surfactant, increasing of impeller speed has less effect. Furthermore, with increasing hold-up in this case, mean drop size less affected from hold-up. For the result of this part of experiments, an empirical model for any concentration of Sodium Dodecyl Sulfate has been derived and then a new model has been introduced as a function of Sodium Dodecyl Sulfate concentration. By increasing of acetone to the system containing surfactant, the effect of hold-up and impeller speed on mean drop size decreases, because by increasing acetone, mean drop size decreases more. For the result of this part of experiments, an empirical model for any concentration of Sodium Dodecyl Sulfate has been derived and a new model introduced as a function of Sodium Dodecyl Sulfate concentration. Similar results were observed with Aniline surfactant. For any concentration of Aniline, empirical correlations have been derived too.
