عنوان پایان‌نامه
مدل سازی گرانول سازی به روش المان های مجزا
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندها
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1817.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78926;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1817.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78926
- تاریخ دفاع
- ۲۷ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- کیانا کامرانی فرد
- استاد راهنما
- نوید مستوفی
- چکیده
- در پایان نامه پیش رو پدیده گرانول¬سازی در یک گرانولاتور مخروطی با برش زیاد مورد مطالعه قرار گرفته‌است. برای پیش‌بینی درست رفتار ذرات در داخل سامانه، از مدلی استفاده شده است تا بتواند برهمکنش بین ذره-ذره و ذره-سیال را به درستی بیان کند. همچنین برای توضیح فرآیند چسبیدن ذرات به یکدیگر و تشکیل گرانول، مدلی فیزیکی به کار گرفته شد تا نحوه اعمال نیروی چسبندگی و شرایط به هم چسبیدن ذرات در هر برخورد را به درستی پیش‌بینی کند. به همین منظور از مدل المان مجزا، در کنار مدل چسبیدگی لیو و لیتستر برای شبیه‌سازی این فرآیند استفاده شده‌است. برخوردهای ذرات نیز بر اساس روش کره نرم و مدل خطی فنر-ضربه‌گیر مدل‌سازی شده‌اند. سپس نتایج بدست آمده از شبیه‌سازی با نتایج آزمایشگاهی که توسط رنجبریان و فرهادی ارائه شده‌اند، مقایسه و تحلیل شده‌است. این نتایج شامل اندازه میانگین ذرات در طول فرایند و تغییر پارامتر¬های عملیاتی و بررسی تاثیر آن¬ها بر روی فرایند گرانول¬سازی هستند. نتایج حاصل از شبیه‌سازی نشان داده‌اند که مدل ارائه شده، پدیده گرانول¬سازی در گرانولاتور با برش زیاد را مطابق با سیر آزمایش¬ها پیش‌بینی کرده‌است. سپس اثر تعدادی از پارامترهای مدل روی فرآیند گرانول¬سازی بررسی شد. این بررسی‌ها نشان می‌دهد که افزایش میزان مایع چسبنده منجر به افزایش نیروی چسبنده بین ذرات و افزایش اندازه ذرات در سامانه می‌شود. در ادامه مشاهده شد که نیروی چسبندگی و اندازه کلوخه¬ها با افزایش سرعت همزن کاهش یافته‌است. سپس اثر زمان فرایند بر روی میزان نیروی چسبندگی بین ذرات به طور غیر مستقیم و از روی اندازه و تعداد ذرات موجود در سامانه مورد مطالعه قرار گرفت و مشاهده شد که هرچه از زمان فرایند گرانول¬سازی بگذرد و تعداد ذرات کمتر و قطر آنها بیشتر باشد، میل به هم چسبیدن ذرات و تشکیل گرانول کمتر می‌شود.
- Abstract
- In the present study, granulation of particle in a conical high shear granulator was investigated. In order to have an exact picture of the particle behavior in this system, an accurate mathematical modele was employed for evaluating particle-particle and particle-wall interactions. Besides, this model anticipates the specific condition in which the particles stick together. Therefore, Discrete Element Method (DEM) was used for simulating of this process. The soft sphere contact scheme and linear dash-pot spring model were used for modeling the particle collisions. The simulation results were analyzed and compared with the experimental results in literature. The experimental results describe the effect of process parameters on granule size distribution, mean size and binder content distribution in a conical high shear granulator. The simulation results showed that the proposed combined model can predict this process in the same way that the experimental results do. Simulations showed that both the adhesion force between contacting particles and the granule mean size increase as the mass of binder increases. It was shown that increasing the impeller speed decreases the cohesive force and the mean size granules. The influence of process time was also investigated indirectly by changing the granule size and number of granules. It was observed that as the process time passes, the probability of particle adhesion decreases.
