عنوان پایاننامه
بررسی اثر جهت انتقال جرم بر ضریب انتقال جرم در ستون ضربه ای سینی دار با حضور ذرات نانو
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندها
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1323.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 59729
- تاریخ دفاع
- ۲۰ شهریور ۱۳۹۲
- دانشجو
- فرناز فرنیان
- استاد راهنما
- حسین بهمنیار
- چکیده
- یکی از پارامترهای مهم و اساسی در طراحی ستون¬های ضربه¬ای، ضریب کلی انتقال جرم فاز پراکنده یا پیوسته است. با توجه به عدم دقت روابط تئوری پیشنهاد شده برای ضریب انتقال جرم فاز پراکنده، اندازه¬گیری تجربی آن از اهمیت ویژه¬ای برخوردار است. در این پژوهش به بررسی ضرایب انتقال جرم در ستون¬های ضربه¬ای سینی دار در حضور نانو ذرات آب گریز سیلیکا پرداختیم. هدف از انجام این آزمایش ها بررسی تاثیر حضور نانو ذرات بر ضریب انتقال جرم فاز پراکنده در ستون ضربه ای سینی دار در حالتی که انتقال جرم از فاز پیوسته به پراکنده است، می باشد. از مقاومت در فاز پیوسته و از انجام واکنش شیمیایی صرف نظر شده و از سیستم شیمیایی کروزین- استیک اسید – آب استفاده شده است. در این پژوهش از نانو ذرات سیلیکا با درصد حجمی 05/0 و 1/0 استفاده شده است. غلظت اسید به عنوان ماده انتقالی 3 درصد حجمی و دبی فاز پیوسته در تمامی آزمایش هاcc/min 60 می باشد. در هر غلظت نانو برای بررسی تاثیر شدت ضربه بر روی ضریب انتقال جرم، آزمایش ها در شدت ضربه های 7/0، 3/1، 8/1 و3/2cm/s انجام گرفت و دبی فاز پراکنده ثابت و برابر cc/min60 در نظر گرفته شد. همچنین برای بررسی تاثیرتغییر دبی فاز پراکنده بر روی ضریب انتقال جرم، آزمایش¬ها در دبی¬های فاز پراکنده 50 ، 60 و70 cc/min و شدت ضربه ثابت 5/1cm/s انجام گرفت. مشاهده شد با افزودن نانو ذرات ضرایب انتقال جرم افزایش می¬یابد و با مقایسه ضرایب انتقال جرم تجربی با معادلات نیومن، کرونیگ برینک و هندلس بارون مشاهده شد که افزودن نانوذرات باعث نزدیک تر شدن ضرایب انتقال جرم تجربی به معادله هندلس بارون می شود.
- Abstract
- One of the most important parameters in designing of pulsed-sieve plate extraction columns is mass transfer coefficient. Because of the inaccuracy of theoretical correlations in predicting mass transfer coefficient, experimental measurement of this coefficient is of great importance. In this research, the influence of nanoparticles on mass transfer coefficient in pulsed-sieve plate extraction column has been investigated using an experimental setup. Acetic acid-water-kerosene has been selected as experimental chemical system. Mass transfer direction was made from the continuous phase to dispersed one. In all experiments, dilute solutions have been investigated with approximately 3 vol% acetic acid in aqueous phase while hodling the flow rate of the continous phase as 60 cc/min. The nanofluids used in this research were prepared by dispersing SiO2 nanoparticles of 0.05 and 0.1 volume percent in kerosene using ultrasonication. The effects of pulsation intensity and dispersed phase flow rate on mass transfer coefficient have been studied. The results were compared with condition of no-nanoparticles in the dispersed phase. The results revealed that the presence of nanoparticles increased dynamic dispersed phase hold-up and mass transfer coefficient. Additionally, the experimental results ascertained that for all pulsation intensities and dispersed phase flow rates, by increasing the nanoparticle content the experimental mass transfer coefficients increased in comparison with Kronig-Brink equation.