بررسی انتقال جرم درون قطرات و ارائه یک مدل جدید – شیمی

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی ارشد
رشته تحصیلی:مهندسی شیمی
نوع ارائه:پایان نامه
تعداد صفحات:110
قالب بندی:word قابل ویرایش

نحوه خرید

بررسی انتقال جرم درون قطرات و ارائه یک مدل جدید – شیمی

شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

چکیده

فهرست مطالب :
مقدمه 1
فصل اول بررسي و انتقال جرم قطره انتقال جرم بين فازي 5
1ـ 1مقدمه اي بر انتقال جرم بين فازي 6
1ـ 2مدلهاي انتقال جرم بين فازي 6
1ـ 3ضرائب كلي انتقال جرم 12
4-1بررسي انتقال جرم قطره در حال تشكيل 13
1-4-1مدل هاي انتقال جرم نفوذي 13
2-4-1انتقال جرم در نواحي مختلف تشكيل قطره 18
3-4-1اثر چرخش داخلي بر انتقال جرم قطرات در حال رشد 19
5-1بررسي مكانيك سيالات در حال صعود 24
1-5-1قوانين بنيادي 24
2-5-1حل تقريبي معادلات حركت 26
3-5-1شكل قطره 29
4-5-1بررسي وجود چرخش داخلي در قطره در حال حركت 33
5-5-1اثر چرخش داخلي و نوسان بر شكل قطره 34
6-5-1اندازه قطره 35
7-5-1مكانيك جريان سيال اطراف قطره در حال حركت 37
8-5-1سرعت حد قطره 38
6-1بررسي انتقال جرم قطرات در حال صعود يا سقوط 44
1-6-1انتقال جرم فاز پراكنده 47
2-6-1انتقال جرم فاز پيوسته 49
7-1اثر عوامل فعال سطحي بر ميزان انتقال جرم قطره 49
فصل دوم مدلهاي انتقال جرم 59
2ـ 1مراحل مختلف انتقال جرم قطره 60
2ـ 2معادلات كلي موازنه جرم براي قطره منفرد كروي 61
2ـ 3تئوريهاي موجود براي انتقال جرم قطره در حال صعود يا سقوط آزاد 63
2ـ 3ـ 1مدل قطره صلب 64
2ـ 3ـ 1ـ 1روش حل نيومن 65
2ـ 3ـ 1ـ 2حل جديد يانگ و كراز ـ پينتو 66
2ـ 3ـ 2مدل قطره چرخشي با جريان آرام 69
2ـ 3ـ 3مدل قطره چرخشي درهم ) آشفته ( 76
2-3-3-2روابط تجربي 85
2ـ 3ـ 4مدل قطرات نوساني 85
2ـ 3ـ 4ـ 1مدلهاي تئوري 86
2ـ 4نواحي استفاده از مدلها 91
2ـ 5ضرائب انتقال جرم فاز پيوسته 94٦
2ـ 5ـ 1ضرائب انتقال جرم فاز پيوسته براي قطره صلب 95
2ـ 5ـ 2ضرائب انتقال جرم فاز پيوسته براي قطرات چرخشي 98
2ـ 5ـ 3ضرائب انتقال جرم فاز پيوسته براي قطرات نوساني 100
فصل سوم مدل هاي انتقال جرم برج 102
3ـ 1تئوري انتقال جرم برجهاي استخراج مايع – مايع 103
3ـ 2فلاكس موضعي انتقال جرم 103
3ـ 3مدل هاي جريان ايده آل 105
3ـ 3ـ 1مدل جريان قالبي 105
3ـ 3ـ 2مدل جريان با اختلاط كامل 109
3ـ 4مدل حقيقي جريان 110
111 Forward Mixing مدل5 ـ3
فصل چهارم بررسي چند مدل جديد انتقال جرم درون قطره 115
116 Handlos & Baron رد مدل1 ـ4
4ـ 2مدل تركيبي ضرايب انتقال جرم براي قطره آلوده 117
4ـ 3مدلي براساس مكانيزم فورانهاي متلاطم 120
126 Kumar & Hartland معادله تجربي4 ـ4
127 Ramirez & Korchinskey مدل تئوري5 ـ4
فصل پنجم بحث و نتيجه گيري 128
5ـ 1اطلاعات و داده هاي تجربي 129
130 Henschke & Pfennig پيش بيني مدل2 ـ5
138 Henschke & Pfennig تصحيح مدل3 ـ5
نتيجه گيري 143
پيشنهاد براي تحقيق هاي بعدي 143
فهرست منابع 144

چكيده

استخراج مايع – مايع اخيراً به عنوان يكي از مهمترين روشهاي جداسازي در صنايع مورد اسـتفاده فراوانـيدارد .  يكي از مهمترين مباحث در استخراج مايع – مايع انتقال جرم از فاز پراكنده مي باشد مدلهاي مختلفي برايبيان ضريب انتقال جرم به قطره و يا از قطره ارائه شده اند و بهترين مدلي كه تاكنون نتايج خوبي در مقايسه بـا دادههاي تجربي داشته است مدل هندلوس – بارون مي باشد . ولي اين مدل نيز داراي فرضيات دور از واقعيتي اسـت ومحققين ديگري مدلهاي جديدي ارائه كرده اند .  در ايـن پـروژه مـدل ارائـه شـده توسـط Henschke & Pfennig مـورد بررسـي قـرار گرفتـه اسـت وتصحيحي بر اين مدل جهت كابرد آن در برج RDC ارائه شده است .  نتايج نشان مي دهد .اختلاف تعداد مراحل تئوري و تجربي در مدل Pfennig & Henschke         زياد اسـتكه دال بر دقت كم آن است . بر خلاف مدل Pfennig & Henschke  مدل اصلاح شده آن پيش بيني بـسي ار خوبي براي تعداد مراحل انتقـا ل دارد. مقايـسه پـيش بينـي مـدلPfennig & Henschke  و اصـلاح شـده آنبيانگر اينست كه مدلPfennig & Henschke  ضرائب انتقال جرم داخل قطره را كمتر از مقادير واقعـي آنهـاپيش بيني مي كند .

مقدمه   بحران انرژي موجـود در جهـان ، منجـر بـه تحقيقـات وسـيعي در مـورد اسـتفاده از روشـهايجداسازي قابل رقابت با فرآيند تقطير( كه باعث مصرف مقدار زيادي انرژي مي گـردد) شـده اسـت. بدين لحاظ استخراج مايع ـ مايع ، اكنون به عنوان يك فرآينـد جداسـازي مهـم در آمـده اسـت ، كـهموارد اسـتفاده از آن درصنايع پتروشيمي و هسته اي و حتي ساخت آنتي بيوتيك ها گـسترش يافتـهاست .   استخـراج مايع ـ مايع يكـي ازعملـيات واحد صنعتي مهـم است كه بـراي آن انـواع تجهــيزات  طراحي شده اند مانند : همزننده ـ ته نشين كننده ها( Mixer  – settlers )  ،ستونهاي آكنـده  )packed column ) ، سـتونهاي همـزده( agitated column )  ، سـتونهاي پاشـنده( spray column ) ، ستونهاي سيني دار ( perforated tray column ) و غيره . در كليه ايـن تجهيـزاتانتقال جرم از طريق پراكندن يك فاز مايع در ديگري ا نجام مي گيـــرد كـه مايع اول» فاز پراكنـدهيا فاز قطره « و مايع دوم » فاز پيوسته « ناميده مي شود .   عوامل اصلي كه طراحي چنين تجهيزاتي را تحت تأثير قرار مي دهنـد مـورد توجـه بـسياري ازمحققين قرار گرفته و با رشد استفاده از اين تجهيزات ، نياز به روشهاي طراحي واقعي تر و دقيق تـر ،احساس مي شود. روشهاي تجربي طراحي كه در ساليان گذشته مـورد اسـتفاده قـرار  مـي گرفتنـد ،بتدريج توسط روشهاي علمي جايگـزين شدند كه در آن تخمــين سـتونهاي انتقـال جـرم و ظرفيـتتجهيزات از معادلات بنيادي و اطلاعـات كاربـردي موجـود درمراجـع انـجام مي پـذيرد، زيـرا بدسـتآوردن داده هـاي تجربي در پايلوت پلنت ها (pilot plants) پرهزينـه و اسـتفاده از آنهـا در مرحلـهبزرگنمايي ( scale up ) نامطمئن است .   شدت انتقال در هر فرآيند انتقالي به سه عامل بستگي دارد: سـطح تمـاس ، نيـروي محركـه وضريب انتقال . گاهي تعيين اين عوامل به سهولت انجام مي پـذيرد ، نظيـر انتقـال حـرارت ، ولـي درمحاسبة شدت انتقال جرم روابط ساده اي جهت تعيين اين عوامل وجود ندارد ، زيرا اين شدت نه تنهابه نفوذ بلكه به روابط هيدروديناميكي مربوط است. تعيين ضرايب كلـي انتقـال جـرم جهـت طراحـيتجهيزات استخراج نياز به اطلاعاتي در مورد ضرايب انتقال جرم فازهاي پراكنـده و پيوسـته دارد.  در چند دهه اخيـر ، در اين زمينـه تحقيقـات تجـربي و تئـوري بسياري صورت پذيرفته است. ولي پيش بيني ضـرايب انتـقال جرم قطرات در دستگاههاي استخراج هنوز با عدم اطمينان مواجه اسـت ، دليـلاين نيز وجود ضمائم داخلي دستگاه نظير بفل ها  ( baffles )، آكنه ها يا سيستم همزن است . ايـنضمائم موجب به هم پيوستن و يا شكستن قطرات شده و يا ايجاد حركت چرخـشي و نـامنظم داخـلسيستم مي كند . حتي در غيـاب چنيـن عوامل پيچيده اي ، در حال حاضـر فقط مـي تـوان حـدودتقريبي بالا و پايين ضرائب انتقال جرم را پيش بيني نمود كه اختلاف اين دو مقدار بـا يكـديگر حتـيممكن است تا حدود 10 برابر باشد .  به منظـور پرهيـز از مشـكلات برهم كنش قطـرات ، در بـسـياري از مطالعـات بنيـادي انتقـال جرم ، سعي شده است كه شـكل سـاده هيـدروديناميكي را بـه كـار بـرده و بـا اسـتفاده از تجهيـزاتآزمايشگاهي متغيرهاي اصلي كنترل كننده را مشخص نمايند و بـه همـين علـت از سيـستم هـاي بـاقطرات منفرد استفاده مي شود .  به نظر مي رسد كه موضوع انتقال جرم در مورد قطرات با شكل تقريباً كـروي و فاقـد نوسـان وآشفتگي هاي سطحي كاملاً درك شده باشد ولي بطور كلي فرآيند انتقال جرم در مورد يـك قطـره درحال حركت به عنوان پديده اي پيچـيده شـناخته شده و علت آن وجـود عـواملي نظيـر جـدايي لايـهمرزي ، تشكيل و جدايي چرخـانه ها و انتـقال جرم واقع شده در آنها ،چرخش داخلي قطرات از حالتچرخش كاملاً توسعه يافته تا حالت بدون چرخش مي باشد. عـلاوه بر همه ايـن عــوامل ، مـشـكلاتناشي از اثرات سطحي نظير نوسانات ميكرومـاكرو درســطح   قطــره و ناپــايداري آنــها بـه علـــتحركـت جابجـايي و نيـز حضـور عوامـل فعــال سـطحي         ( surface active agents ) كـهباعث تغييرات عمده اي در انتقال جرم قطره مي شوند را  مي توان افزود .   در فرآيند انتقال جرم يك قطره ، حداقل سه مرحله مهم وجود دارند كه عبارتند از :   1 ـ مرحله تشكيل قطره در فاز پيوسته   2 ـ مرحله صعود يا سقوط آزاد قطره از ميان فاز پيوسته   3 ـ مرحله پيوند قطرات در انتهاي مرحله صعود يا سقوط آزاد .  هر يك از مراحل فوق در تجهيزات استخراج خاصي حائز اهميـت مي باشـند بـه عنـوان مثـالمرحله دوم در ستونهاي پاشنده از ساير مراحل مهمتر است و در يك سـتون سـيني دار مراحـل اول وسوم نسبت به مرحله دوم از اهميت بيشتري برخوردارند. به منظور ساده سازي مسـئله ، عموماً  تلاشمي كنند كه انتقال جرم صعود يا سقوط آزاد را از اثرات مرزي دو مرحله ديگر تفكيك نمايند .   از آنجا كه سطح انتقال جرم و ضـريب آن در فرايند انتقـال جرم به شــدت وابـسته بـه انـدازهقطره مي باشد ، در اين تحقيق ضمن مطالعه مراحل مختلف انتقال جرم درون قطـره و بررسـي چنـدمدل جديد ،  پيش بيني مدلهاي Handlos&Baron و Pfennig&Henschke بررسـي خواهـدشد و با توجه به نتايج كسب شده در ارتبـــاط با غير واقـــعي بودن مـدل Handlos & Baron  و كم بودن دقت مدل Pfennig & Henschke ، مدل جديدي بر اساس تصحيح مدل Pfennig & Henschke  ارائه شده و نتايج آن با نتايج تحربي مقايسه خواهند شد .

نتيجه گيري   نتيجه گيري   نتايج بدست آمده نشان مي دهد كه :  1- پيش بيني مدل Handlos & Baron عليرغم غير واقعي بودن آن ، بسيار با دقت خـوب انجـاممي شود .  2- پيش بيني مدل Pfennig & Henschke  به دليل كم پيش بينـي كـردنKOD     قطـرات ازدقت خوبي برخوردار نيست .  3- اصلاح مدل فوق پيش بيني عملكرد برج را تا حد نسبتا زيادي ارتقاء بخشيد .

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

راهنمای سایت

برخلاف سایت های دیگر که فایل ها را به صورت تکی می فروشند روال سایت ما این است که شما با عضویت در سایت ما میتوانید از تمام فایل های موجود استفاده کنید.

تمام مطالب سایت فقط برای اعضای سایت رایگان است.

نحوه عضویت در سایت