عنوان پایان‌نامه
مدل سازی اثر پارامترهای انتقال جرمی بر روی سرعت مشخصه در ستونهای ضربه ای پر شده
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی- فرآیندهای کاغذسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 947.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 45906
- تاریخ دفاع
- ۱۱ مهر ۱۳۸۹
- دانشجو
- شایان شهبازی مقدم
- استاد راهنما
- حسین ابوالقاسمی
- چکیده
- استخراج مایع- مایع یکی از مهم ترین روش های جداسازی می باشد که به صورت گسترده ای در صنایع مختلف کاربرد دارد. ستونهای ضربه ای پرشده نیز به خاطر راندمان بالا و فضای کم مورد نیاز، در صنایع مختلف شیمیایی، بیو شیمیایی، معدنی، پتروشیمی، نفت، محیط زیست و صنایع غذایی کاربرد فراوان دارند. در این پژوهش با استفاده از یک ستون ضربه ای پرشده با مقیاس نیمه صنعتی ، تأثیر پارامترهای عملیاتی از قبیل شدت ضربه، دبی فازهای پراکنده و پیوسته و کشش بین فازی، همچنین اثر غلظت جزء منتقل شونده بر روی سرعت مشخصه در حضور انتقال جرم، در حالتی که جهت انتقال جرم از فاز پراکنده به فاز پیوسته باشد (d?c) ، بررسی شده است، در آزمایش ها از دو سیستم تولوئن/ استن/ آب با کشش بین فازی بالا و سیستم نرمال بوتیل استات/ استن/ آب با کشش بین فازی متوسط استفاده شده است. آزمایش ها در شدت ضربه و دبی های مختلف فازهای پراکنده و پیوسته، انجام شده اند و تأثیر پارامترهای عملیاتی و انتقال جرمی بر روی سرعت مشخصه بررسی شده است، با توجه به نتایج بدست آمده از آزمایش ها مشخص گردید که افزایش شدت ضربه با کاهش اندازه قطرات ، موجب کاهش در سرعت مشخصه آنها می گردد، همچنین شدت جریان های فازهای پراکنده و پیوسته تأثیری بر سرعت مشخصه قطرات فاز پراکنده ندارند، همچنین با کاهش کشش بین فازی سیستم، سرعت مشخصه نیز کاهش می یابد، در نهایت حضور انتقال جرم از فاز آلی به آبی، در مقایسه با حالتی که انتقال جرم وجود ندارد ، موجب افزایش سرعت مشخصه می گردد و با افزایش غلظت جزء منتقل شونده این روند ادامه می یابد. در انتها با توجه به نتایج بدست آمده ، مشخص گردید که برای محاسبه سرعت مشخصه استفاده از مدل های دو پارامتری تأثیر چندانی ندارد ، بنابر این مدل پرات به دلیل سادگی و خطای کم محاسباتی انتخاب گردید، و با کمک آنالیز ابعادی و استفاده از نرم افزار Eviews یک رابطه ریاضی با گروه های بدون بعد جهت پیش بینی سرعت مشخصه ارائه شده است که توافق بسیار خوبی با داده های تجربی دارد .
- Abstract
- Liquid–liquid extraction is one of the most widely used unit operation in the separation technology. Pulsed packed extraction columns are useful in petroleum, pharmaceutical, biochemical, environmental, oil, food and chemical industries due to their high efficiency and low site area. In this project a pilot plant pulsed packed column is used in experiments and the effects of operational variables such as pulsation intensity, dispersed and continuous phases flow rates, mass transfer condition and liquid system interfacial tension on characteristic velocity have been investigated. The liquid–liquid systems studied were toluene–water (high interfacial tension); n-butyl acetate–water (medium interfacial tension) and the experiments were carried out for mass transfer direction from the dispersed to continuous phase. The results showed that an increase in pulse intensity, increases drop breakage, and leads to reduction in the characteristic velocity. Also the characteristic velocity is dependent of the dispersed and continuous phases flow rates. Comparison of two systems shows that characteristic velocity decreases with the reduction of the interfacial tension of the liquid systems, and finally, the characteristic velocity in the absence of mass transfer are less than when mass transfer direction is from the dispersed to continuous phase and by increasing the solute concentration, the characteristic velocity increases as well. Finally, by using Eviews software, an empirical correlation for prediction of characteristic velocity is recommended in terms of physical properties of liquid systems and operating conditions. The results showed that there is not necessary to use two-parameter models for estimation of characteristic velocity so the Pratt model is selected for estimation of characteristic velocity due to simplicity and high precision. Good agreement between prediction and experiments was found for all operating conditions that were investigated for characteristic velocity.
