عنوان پایان‌نامه
شبیه سازی و مطالعه ی عددی کوره و راکتور شکست حرارتی پروپان
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندهای جداسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه کاسپین شماره ثبت: K84
- تاریخ دفاع
- ۱۵ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- حسین محمدقاسمی
- استاد راهنما
- ندا گیلانی
- چکیده
- چکیده فرآیند شکست حرارتی پروپان در یک کوره¬ی صنعتی با چیدمان جدیدی از مشعل¬ها بر دیواره، بررسی شده است. برخلاف کوره¬های مرسوم، در چیدمان جدید، مشعل¬ها روبروی هم قرار ندارند و مشعل¬های یک دیواره با فاصله¬ی مشخصی نسبت به دیواره¬ی دیگر جابجا شده¬اند. توزیع حرارت، دمای کوره و دمای سطح لوله¬ی راکتور با حل معادلات جرم، انرژی و مومنتوم با استفاده از شبیه سازی سه بعدی و روش دینامیک سیالات محاسباتی به کمک نرم افزار تجاری انسیس فلوئنت، محاسبه شده است. برای احتراق در کوره، دبی مبنای سوخت kg/s 0695/0 (m=) ? انتخاب شده است. سپس نسبت¬های مختلفی از این دبی، (m ?25/ ، m ?5/0، m ?2، m ?4). به عنوان پارامتر متغیر و تاثیرگذار بر عملکرد راکتور، تعیین شده است. نتایج شبیه سازی نشان داد که با استفاده از چیدمان جدید، توزیع دما و حرارت در کوره و دمای سطح لوله¬ی راکتور غیر یکنواخت است. با توجه به میزان دمای مجاز برای دمای سطح لوله¬ی راکتور، محدوده¬ی تغییر دبی سوخت بین m ? 5/0- m ?2 تعیین گردید. نسبت به دبی سوخت m ?، ضریب انتقال حرارت برای m ?5/0، % 4/32 کاهش و برای m ?2 ، % 2/38 افزایش یافته است. از توزیع دمای بدست آمده برای سطح لوله¬ی راکتور، برای شبیه سازی شبه پایا و یک بعدی راکتور استفاده شد. دبی مبنای راکتور kg/s 8/0 انتخاب شده است. با استفاده از چیدمان جدید مشعل¬ها، در حالت لوله¬ی تمیز، نسبت به چیدمان مرسوم، تولید اتیلن %8 افزایش یافته است. همچنین، دبی راکتور به عنوان پارامتر موثر بر عملکرد راکتور بین kg/s 6/0 تا kg/s95/0 تغییر داده شد. در همه¬ی زمان¬ها و در هر دبی سوخت، با افزایش دبی راکتور، بازده¬ محصولات خروجی افزایش یافته است. تشکیل کک، مسیر گاز عبوری را کم می¬کند و منجر به کاهش عمر فرآیند راکتور می¬شود. پس از تشکیل کک، در همه¬ی دبی¬های سوخت و راکتور، علیرغم کاهش در بازده اتیلن خروجی، بازده پروپیلن افزایش یافته است. همچنین در همه‌ی دبی‌های راکتور، با افزایش دبی سوخت، بازده اتیلن افزایش می¬یابد اما بازده پروپیلن کم می¬شود. افت فشار مجاز راکتور، 7/2 بار است. در دبی سوخت m ?5/0، در دبی راکتور kg/s 85/0، افت فشار23/1 بار، طول عمر فرآیند 1444ساعت و بازده اتیلن، %28 است. دبی kg/s 85/0را با توجه به زمان عمر فرآیند و بازده اتیلن، می¬توان به عنوان دبی مناسب راکتور می¬توان در نظر گرفت. واژه‌های کلیدی: کوره صنعتی، مشعل، شبیه سازی عددی، شکست حرارتی پروپان، اتیلن، سوخت
