عنوان پایان‌نامه
مدلسازی هیدرودینامیکی راکتور ( بیوراکتور ) های
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندها
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 695;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 36474
- تاریخ دفاع
- ۲۴ مهر ۱۳۸۶
- استاد راهنما
- سیدحسن هاشم آبادی, محمدرضا مهرنیا
- دانشجو
- مریم والی
- چکیده
- در این پروژه به مطالعه هیدرودینامیک راکتور ستون حبابی حاوی میکروامولسیونهای آب در دیزل در محدود 10% تا 30% به عنوان محیط مدل فرایند گوگردزدایی زیستی برشهای نفتی پرداخته شده است. همچنین آزمایشها با آب مقطر دیزل و نفت سفید جهت مقایسه انجام شده است. برای هر سیال در 7 سرعت ظاهری مختلف در محدوده cm/s 3-1 مقادیر تجربی نگهداشت گاز اندازه گیری شده است. مدلسازی سیستم یاد شده توسط نرم افزار Fluent و در هر دو حالت دو بعدی و سه بعدی صورت گرفته است. رژیم جریان آشفته بوده و از مدل آشفتگی k-E استاندارد به منظور مدلسازی اغتشاش در سیستم استفاده شده است. شبه سازی در سرعتهای مختلف برای تمام سیالات موجود انجام شد. بهینه سازی شبکه بندی با مقایسه 4 اندازه شبکه مختلف در مدل دو بعدی انجام شد و شبکه بهینه برای مدلسازی سیستم دو بعدی و سه بعدی بکار گرفته شد. مدل دو فازی بکار گرفته شده اولرین اولرین می باشد. نتایج این تحقیق نشان داد که مقدار نگهداشت گاز برای محیط نفت سفید و دیزل خالص از بقیه محیطها بیشتر بود. افزایش درصد آب در میکروامولسیون کاهش نگهداشت گاز را نتیجه می دهد. نگهداشت گاز در آب خالص از تمام سیستمها کمتر بود. در ضمن مقایسه نتایج مدلهای سه بعدی و دو بعدی در سرعتهای هوادهی مختلف برای محیطهای مختلف نشان داد که با افزایش سرعت هوادهی میزان خطای مدلسازی افزایش می یابد. در ضمن با افزایش ویسکوزیته محیطهای شبیه سازی شده نیز خطای مدلسازی افزایش می یابد. میزان خطا در مدل دو بعدی بین 4% تا 44% و در مدل سه بعدی بین 4% تا 22% می باشد. مدل سه بعدی برای تمام مواد در سرعتهای مختلف مناسب می باشد اما مدل دو بعدی تنها برای شبیه سازی محیطهای با ویسکوزیته کم و یا سرعتهای هوادهی پایین مناسب است. لازم است اشاره شود که زمان لازم برای حل مدل سه بعدی در مقایسه با مدل دو بعدی به میزان قابل ملاحظه ای بالاتر می باشد.
- Abstract
- In this project the hydrodynamics of a bubble column reactor operating with water in diesel microemulsions in the range of 10 to 30% a model of petroleum biodesulfurization process was investigated for comparison experiments were also done with pure diesel Kerosene and distilled water For each fluid the hold up values for 7 velocities in the range of 1-3 cm/c were measured. The system was modeled with Fluent soflware in 2 and 3 dimensions The multiphase model as Eulerian Eulerian Standard K turbulence model was used for modeling the turbulence in the system Simulation was done at different velocities for all fluids Optimization of the mesh was done by comparing 4 grid sizes in 2 D model and the optimum mesh was used in 2 and 3 dimensional model The results of this research showed that the hold up values for pure kerosene and diesel were higher than other fluids Increase in the percent of water in microemulsions resulted in decrease in hold up the hold up of distilled water was lower than all of other systems Comparison between 2 and 3D models for various velocities and different fluids showed that with increase in gas superficial velocity the error of models also increased This trend was also seen with increase in viscosity the value of error was in the range of 4 to 40% for 2D model and 4 to 24% for 3D model 3 dimensional model was sufficient for all fluids in the whole of the range of gas superficial velocity But 2D model was only sufficient at low viscosities and velocities It is also important that the time of solution for 3 dimensional model was much higher than 2 dimensional model.
