عنوان پایان‌نامه
بررسی تجربی ماندگی فاز پراکنده و توزیع اندازه قطره و قطر میانگین قطره در یک ستون استخراج شیبل در حضور نانو ذرات
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندهای جداسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه کاسپین شماره ثبت: K43;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 74552;کتابخانه کاسپین شماره ثبت: K43;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 74552
- تاریخ دفاع
- ۱۷ خرداد ۱۳۹۵
- دانشجو
- شاهرخ هوشیار
- استاد راهنما
- سید حامد موسوی
- چکیده
- چکیده دراین پژوهش تاثیرپارامترهای عملیاتی ازقبیل دورموتور، سرعت فازپراکنده وسرعت فازپیوسته درحضورو عدم حضورنانوذرات سیلیکا روی توزیع اندازه قطرات وقطرمیانگین قطرات دریک ستون استخراج شیبل با قطرخارجی 121 میلی متر ودارای 11 مرحله بررسی شد. آزمایش ها برای سه سیستم تولوئن- آب، بوتیل استات-آب وبوتانول- آب که محدوده وسیعی ازکشش بین سطحی را دربرمی گیرند، انجام شد ونتایج نشان دادکه تاثیردورهمزن برروی قطرمیانگین به مراتب بیشتراز سرعت فازپراکنده وفازپیوسته می باشد، همچنین مشخص شد درغلظت های پائین نانوذرات تاثیرپارامترهای عملیاتی محسوس تراست و با افزایش غلظت نانوذرات این اثرات کاهش می یابد. ضمنا ازتابع توزیع احتمال نرمال ونرمال لگاریتمی برای پیش بینی توزیع اندازه قطره استفاده شد وروابطی برای پیش بینی ثابت های این توابع بدست آمد. در ادامه تاثیرپارامترهای عملیاتی برموجودی فازپراکنده با استفاده ازسه سیستم فوق بررسی شد. نتایج بدست آمده نشان دادکه با افزایش دورموتور، اندازه قطرات کاهش یافته وقطرات درون پرکن به تله افتاده ودرنتیجه موجودی فازپراکنده افزایش می یابد وافزایش سرعت فازپیوسته تغییرمحسوسی روی موجودی فازپراکنده ندارد. همچنین مشاهده شد که افزایش کشش بین سطحی باعث افزایش اندازه قطرات و نیروی بویانسی می گردد و موجودی فازپراکنده کاهش می یابد. در نهایت نیز روابط تجربی برحسب پارامترهای عملیاتی وخواص فیزیکی سیستم -ها برای موجودی فاز پراکنده واندازه میانگین قطرات با مقدار خطای اندازه گیری در محدوده 5/6 تا 86/13 ارایه گردید.
- Abstract
- Abstract: In this study, the effect of hydrodynamic parameters such as rotor speed, dispersed phase velocity, continuous phase velocity on the drop size distribution, Sauter mean drop diameter (d_32) and holdup were studied in the absence and presence of silica nanoparticles with the different weight fraction of them ( 0.01, 0.03 and 0.05 wt%) in a Scheibel extraction column with an inner diameter of 113 mm and an outer diameter of 121mm. Three chemical systems of toluene-water (high interfacial tension), butyl acetate-water (medium interfacial tension) and normal butanol-water (low interfacial tension) were used to cover a wide range of the interfacial tension.Also, the effects of the operating parameters are more significant in lower concentration of silica nanoparticles. Drop size distribution are appropriately described using the normal and log-normal probability density functions, and emprirical expressions are derived to predict the parameters of the distribution curve as a function of operating variable, and physical properties of the systems.Then the effect of operating parameters on the dispersed phase holdup in liquid-liquid extraction process was investigated. With increasing rortor speed in a Scheibel extraction column, the drop size reduces and drops are trapped inside the packed and as a result, the dispersed phase holdup would increases. The increased speed of the continuous phase would not make significant change in the holdup. Increased interfacial tension causes larger drops and increased Buoyancy force and in this case, the amount of holdup will reduce. An empirical correlations is also proposed to predict the Sauter-mean drop diameter and hold up with mean deviation of about 6.5-13.86%. Keywords: Scheibel extraction column, Sauter mean drop diameter, drop size distribution, liquid-liquid extraction, Holdup, silica nanoparticles.
