عنوان پایان‌نامه
مدل سازی ضریب انتقال جرم درستونهای پرشده باپکینگ های منظم ونامنظم
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی- فرآیندهای کاغذسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 852.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 42647
- تاریخ دفاع
- ۳۱ شهریور ۱۳۸۸
- دانشجو
- ضحی عزیزی
- استاد راهنما
- حسین بهمنیار, حسین ابوالقاسمی
- چکیده
- ضرایب انتقال جرم برای قطرات در حال صعود در ستون¬های پرشده منظم و پرشده نامنظم محاسبه گردیده و با مقادیر حاصل از ستون پاشنده مقایسه شد. به¬دلیل کاربرد وسیع پرکن منظم، آزمایش¬ها برای دو نوع پرکن انجام گردید که این دو نوع شامل پرکن راشیگ رینگ (بصورت منظم و نامنظم) و پرکن منظم مدل Penta-PakTM PS-500M1 می¬باشد. در این پژوهش ضریب کلی انتقال جرم در دو سیستم جداگانه اندازه¬گیری شد. سیستم اول شامل آب (فاز پیوسته)، تولوئن (فاز پراکنده) و اسید استیک (جزء منتقل شونده) و سیستم دوم شامل آب (فاز پیوسته)، بوتیل استات (فاز پراکنده) و اسید استیک (جزء منتقل شونده) می¬باشد. سری اول آزمایشها برای ستون پاشنده با استفاده از سیستم اول و سری دوم برای ستون پرشده منظم و نامنظم و با استفاده از سیستم اول و در نهایت سری سوم برای ستون پرشده منظم با هر دو سیستم صورت پذیرفته است. از نتایج به دست آمده ستون پرشده منظم راشیگ رینگ می¬توان نتیجه گرفت بسته به اندازه قطرات، تا 15% افزایش در ضرایب انتقال جرم قطرات قابل دستیابی است. در مورد برج پرشده نامنظم، اثر پرکن¬ها مانند اثر پرکن¬های منظم نمی باشد و اگر چه برای قطراتی با قطرهای کوچک (کوچکتر از 9 میلی¬متر) ضریب انتقال جرم تا 10 درصد بیشتر می¬شود، اما در موردقطرهای بزرگ (بزرگتر از 9 میلی¬متر) برج پرشده اثر مثبتی ندارد. در آزمایش¬های سری سوم مقایسه بین ضریب انتقال جرم دو قطره هم¬اندازه از دو سیستم نشان می¬دهد که قطره مربوط به سیستم دوم با کشش سطحی کمتر دارای ضریب انتقال جرم بزرگتری می¬باشد. همچنین مشاهده شد که هرچه ارتفاع پرکن منظم افزایش می¬یابد، غلظت جزء منتقل شونده کاهش یافته و به تبع آن فاکتور تصحیح ضریب نفوذ و سرعت انتقال جرم کاهش پیدا می¬کنند. اثر اندازه قطرات نیز بر روی ضرایب انتقال جرم در این مجموعه آزمایش¬ها مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین نتایج حاصل با مدل¬های معروف پیشین در پیش¬بینی ضریب انتقال جرم مقایسه گردید. سرانجام برای آزمایش¬های سری دوم و سوم مدل¬هایی معرفی شد که از تطابق خوبی با مقادیر تجربی برخوردار می-باشند.
- Abstract
- Mass transfer coefficients of rising drops in spray and packed columns with random and structured packing in liquid-liquid extraction operation were experimentally measured using two systems of Toluene/Acetic Acid/Water and n-Butyl Acetate/Acetic Acid/Water and the results were compared with each other. Having vast industrial application, two types of structured packing are used in these tests which are Raschig-ring (in both shapes of random and structured packing) and also two pieces of Penta-PakTM PS-500M1 structured packings. All the tests are grouped in three series. The first group relates to spray column using Toluene/Acetic Acid/Water system, the second relates to structured and random packed columns using Toluene/Acetic Acid/Water system and the third one relates to structured packed column using both systems of Toluene/Acetic Acid/Water and n-Butyl Acetate/Acetic Acid/Water. According to results of Raschig-ring structured packed column, a 15% increase in mass transfer coefficients is possible by use of packing. Results of random packed column show that packing usage is effective only for drop size less than 9mm and the packing proved to be ineffective for larger ones. The comparison between mass transfer coefficients of two drops of different systems but with the same size in the third series of tests shows that the drop in the second system with less value of interfacial tension has larger value of mass transfer coefficient. It is also observed that the more the height of packing is, the less the mass transfer of solute becomes, causing the decrease of enhancement factor and mass transfer rate, actually. The effect of drop size on mass transfer coefficient has also been studied in this work. All the experimental results are compared to some old famous models. Finally, empirical correlations for prediction of dispersed phase mass transfer coefficient are introduced which are in good compatibility with experimental results.
