عنوان پایان‌نامه
بررسی هلداپ استاتیک و دینامیک در ستون های استخراج مایع-مایع با دیسک چرخان در حضور ذرات نانو
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی-کاتالیست
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1277.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 58200
- تاریخ دفاع
- ۲۸ شهریور ۱۳۹۱
- دانشجو
- حامد عبده
- استاد راهنما
- حسین بهمنیار
- چکیده
- نانوسیالات مواد مهندسی نوینی هستند که از پخش و توزیع ذرات با اندازه ی نانومتری در سیال پایه حاصل می شوند. با گسترش تکنولوژی و مطالعه اثر حضور این مواد در پدیده های انتقال مانند انتقال حرارت باعث بوجود آمدن پتانسیلی برای مطالعه حضور این ذرات در پدیده های مشابه مانند انتقال جرم شده است اما مطالعات محدودی پیرامون اثر ذرات نانو بر خواص انتقال جرم در مقالات منتشر شده است. در این تحقیق سعی بر آن شده تا اثر حضور ذرات نانو را بر هلدآپ فاز پراکنده، که یکی از مهمترین پارامتر های طراحی ستونهای استخراج می باشد، بررسی کنیم. هلدآپ فاز پراکنده بر روی زمان اقامت و بازده انتقال جرم موثر می باشد و شامل هلدآپ استاتیک و هلدآپ دینامیک می شود. از آنجایی که تاکنون مطالعات دقیقی بر روی هلدآپ استاتیک نشده است لذا در این تحقیق بیشتر تمرکز بر هلدآپ استاتیک می باشد. در کار تحقیقاتی حاضر از یک ستون RDC با قطر داخلی 10 و ارتفاع 150 سانتی متر و سیستم آب-کروزین استفاده شده است. نانو سیال موجود در فاز پراکنده با استفاده از روش التراسونیک و با کسرهای حجمی 0.01%، 0.05% و 0.1% از نانو ذرات، پراکنده شده اند. همچنین تاثیر عوامل مختلف مانند دور روتور، ارتفاع فاز پیوسته، تغییر اندازه قطرات و تغییرات هلدآپ در طول ستون نیز بررسی شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که اضافه شدن ذرات نانو در فاز پراکنده میزان هلدآپ استاتیک و دینامیک را به ترتیب 6 الی 89 % و 6 الی 290 % افزایش می دهد.
- Abstract
- Nanofluids are new engineering materials which produced by dispersing nano scale particles in base-fluid. Developments in study of influence of this nano-scaled material presence in transport phenomena such as heat transfer provides potential for the use of these particles in other phenomena such as mass transfer. The investigation has revealed that the stable distribution of nanoparticles in base fluids, significantly increases the nano-fluid thermal conductivity and thermal coefficient of forced displacement and these effects can leads the heat transfer rate to increase. However, there is limited number of studies available in the litreture regarding to this effect. In this work hydrodynamic characteristics including static and dynamic dispersed phase hold-up of nano fluids have been investigated for Rotary Disc Contactor (RDC). Mass transfer efficiency and residence time are influenced by dispersed phase hold-up which consists of both static and dynamic parts. This study focused on static hold-up with respect to lack of investigation on this important part. In these set of experiments, a rotary disk contactor (RDC) with ID: 10 cm and H (Height): 150 cm was used and the system was water-kerosin. The Nanofluids used were prepared by dispering SIO2 nanoparticles (H18) with different volume fraction 0.01%, 0.05% and 0.1% in kerosene as a base fluid using ultrasonication. In order to have accurate results, the experiments run in the absence of nanofluid too. Furthermore, other factors such as rotor speed, continues phase height, size of disperse phase droplets and variation of hold-up along coloumn have been investigated. The results show a significant effect in the presence of nanofluid. According to these results, in the presence of nanofluid, static and dynamic hold-up increased by 6-89% and 6-290% respectively.
