عنوان پایان‌نامه
تهیه نرم افزار طراحی و شبیه سازی ستونهای دیفرانسیلی دیسکی چرخان با استفاده از منحنی های تعادلی ظاهری
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی-کاتالیست
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 746.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 38133
- تاریخ دفاع
- ۱۰ بهمن ۱۳۸۶
- دانشجو
- زهره زرکشان
- استاد راهنما
- سیدمحمدعلی موسویان, حسین بهمنیار
- چکیده
- ستون های صفحه چرخان RDC جزء مهمترین ستون های استخراج بوده که کاربرد فراوانی در صنایع مختلف دارد . بنابراین مطالعه اصول طراحی این ستون ها و بررسی پارامترهای هیدرودینامیکی موثر بر آن، امری ضروری محسوب می شود . ستون های RDC جزء ستون های دیفرانسیلی بوده و روابط متعددی توسط محققین مختلف جهت تعیین پارامترهای هیدرودینامیکی و ابعاد این ستون ها ارائه شده است. در این پایان نامه ، ابتدا اشاره‌ای به انواع ستون های استخراج و کاربرد آن در صنایع مختلف شده، سپس اصول طراحی و پارامترهای هیدرودینامیکی موثر بر آن بررسی شده است. در فصل چهار، مراحل طراحی ستون های RDC شرح داده شده و نتایج حاصل از محاسبات صورت گرفته برای ستونی با هندسه و سیستم مشخص ، ارائه شده است . همان طور که در این فصل نشان داده شده است، استفاده از روش طراحی ستون های دیفرانسیلی ، نسبتاً مشکل و پیچیده است. لذا معمولاً ستون های RDC را مانند ستون های مرحله‌ای در نظر گرفته ، با استفاده از منحنی تعادلی و در نظر گرفتن یک بازده فرضی، ابعاد آن را محاسبه می کنند. اگر چه نتایج حاصل از این روش، منطقی بوده ولی بدلیل فرضی بودن راندمان ، از دقت کافی برخوردار نمی باشد. در این پژوهش ، سعی شده است از جایگزینی مطمئن برای راندمان ستون های استخراج استفاده شود که منجر به طراحی مناسبی از ستون گردد .استفاده از منحنی های تعادلی ظاهری بعنوان روشی مناسب جهت طراحی ستون های RDC بوده که نتایج حاصل از آن مطابقت خوبی با مقادیر تجربی دارد . البته لازمه رسم منحنی های تعادلی ظاهری ، تعیین غلظت های واقعی ماده حل شونده در طول ستون می باشد که در این پژوهش نحوه دستیابی به این غلظت ها نیز توضیح داده شده است.در فصل پنجم، سعی شده است با استفاده از اطلاعات موجود برای سیستم آب/استیک اسید/تتراکلریدکربن ، غلظت های واقعی ماده حل شونده در طول ستون تعیین شود . جهت محاسبه این غلظت‌ها ، ابتدا می بایست راندمان در نقاط مختلف ستون مشخص شود که لازمه آن نیز ، استفاده از مقادیر واقعی Deff می باشد . لذا به منظور نشان دادن تاثیر ضریب نفوذ موثر، محاسبات یک بار با استفاده از Dd و بار دیگر با استفاده از ضریب تصحیح (R) صورت گرفته است. ایجاد خطای نسبتاً زیاد منجر به ارائه رابطه‌ای جهت محاسبه Deff شده که از حداقل خطا برخوردار است . بنابراین با استفاده از رابطه ارائه شده در شرایط عملیاتی حاکم، غلظت واقعی ماده حل شونده تعیین و منحنی تعادلی ظاهری رسم گردیده است . با رسم خط عملیاتی و منحنی تعادلی سیستم نیز تعداد مراحل ایده‌آل و واقعی محاسبه شده و نهایتاً راندمان ستون تعیین گردیده که نتیجه حاصل کاملاً منطقی می باشد.
- Abstract
- The RDC columns have been the most important of extraction columns and have had ample usage in various industries. Therefore, studying the design principles of these columns and analyzing their effective hydrodynamic parameters may well be considered a necessary issue. RDC columns are among the differential columns and multiple formulas have been presented by various researchers in order to appoint hydrodynamic parameters and the dimensions of these columns. In this thesis, firstly the various extraction columns and their application in different industries will be mentioned, and then design principles and their effective hydrodynamic parameters will be analyzed. In chapter four, the RDC columns design process is described and the results from obtained calculations for a column with a specific geometry and system have been presented. As indicated in this chapter, the application of the differential columns design method is relatively difficult and complex. Therefore, RDC columns are usually considered as stagewise columns; by utilizing the equilibrium curves and considering a supposed efficiency, its dimensions are calculated. Although the results obtained from this method are logical, due to the supposed efficiency, it does not bear the necessary precision. In this research, an attempt has been made to use a secure replacement for extraction columns efficiency which result in appropriate design of columns. Application of interfacial equilibrium curves has been an appropriate method for designing RDC columns of which obtained results have acceptable relevance with experimental quantities. Although, specifying the true concentrations of the solute in the column length is necessary for drawing the interfacial equilibrium curves. In this research the method for attaining these concentrations are also explained. In chapter five, effort has been made to attain true solute concentrations in the column length by using available data for the water/acid acetic/tetra chloride carbon system. In order to calculate these concentrations, first the efficiency in different sections of the column need to be specified, which necessitates utilizing real quantities of Deff. Consequently, in order to indicate the influence of effective diffusion coefficient, calculations are carried out once using Dd and again using correction coefficient (R). Creating reasonably high error will result in presenting an equation for calculating Deff which has minimum error. Therefore, by using the presented equation in operating conditions, the true concentration of the solute will be attained and the interfacial equilibrium curve drawn. By drawing the operation line and the system's equilibrium curve, the number of ideal and real stages will be calculated and finally the efficiency of the column will be attained, for which the obtained results will be completely logical.
