Skip to main content
SUPERVISOR
Kayghobad Shams
کیقباد شمس اسحاقی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Donya Malekahmadi
دنیا ملک احمدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Numerical Solution of the Dynamics of Adsorption and Desorption in Packed-Beds of Inert Core Cylindrical Particles
: Adsorption and desorption are separation processes of great practical significance in process industries, chromatographic techniques, ion exchange between solution and solid, drying, purification of air and water, catalytic reactions, to name but a few. The concentration wave front the shape of which indicates the degree of separation that can be achieved. A central issue in design, operation, optimization and control of fixed bed adsorbers/desorbers is the prediction of spatio-temporal concentration variations or breakthrough curve the effluent stream. The shape of the breakthrough curve or the concentration front is influenced by both hydrodynamic and kinetic factors. Hollow/inert core spherical particles may demonstrate properties that are remarkably different from those of core particles. It is established that the structure, composition, and size of these particles can be tuned to tailor their hollow/shell particles demonstrate lower density, higher specific surface area, and particular optical properties. Core–shell particles are a justify; LINE-HEIGHT: 90%; MARGIN: 0in 0in 0pt; unicode-bidi: embed; DIRECTION: ltr" Keywords: Adsorption, Desorption, Packed-Beds, breakthrough curve, Linear sorption isotherm, Numerical solution, Finite difference
جذب و واجذبی که از فرآیند های مهم جداسازی محسوب می گردد در صنعت کاربرد بسیار زیادی دارند. عملیات خشک‌کردن، تصفیه آب و هوا، واکنش های کاتالیستی، تعویض یونی بین محلول و جامد، تکنیک های کروماتوگرافی ازجمله این کاربرد ها می باشند. منحنی اشباع موج غلظتی است که شکل آن درجه جداسازی را نشان می دهد. بنیادی ترین مسئله در طراحی، عملیات، بهینه‌سازی و کنترل در بستر های جذب و واجذبی پیش بینی تغییرات زمانی-مکانی غلظت می باشد که در قالب منحنی اشباع بیان می گردد. در این پژوهش به مطالعه و بررسی حل عددی بستر های آکنده از ذرات استوانه ای و کروی هم‌اندازه هسته دار و یا توخالی و یا با پوشش فیلمی پرداخته، نتایج حاصل با یکدیگر مقایسه شده است. در این مسئله دما ثابت فرض شده و از پراکندگی محوری و مقاومت انتقال جرم صرف‌نظر شده است. ایزوترم جذب خطی (قانون هنری) در فصل مشترک فاز ثابت و متحرک و شار صفر به ترتیب به‌عنوان شرط مرزی تعادلی و شرط مرزی در مرکز ذرات و یا ذرات با شعاع داخلی aاعمال‌شده است. ترکیب ایزوترم خطی وشار صفرراه‌حل عددی را برای توصیف معادلات ساده تر می نماید. در ابتدا با نوشتن موازنه مولی بر روی دو فاز ثابت و متحرک معادلات حاکم را به دست آورده و پس از بی بعد سازی و گسسته کردن روابط به روش تفاضل محدود دستگاه معادلات جبری حاصل به‌وسیله برنامه نویسی متلب حل و نتایج به صورت منحنی های اشباع گزارش و مقایسه شده است. از مقایسه منحنی های اشباع به‌دست‌آمده به‌سادگی می توان دریافت که ذرات کروی عملکرد بهتر و مناسب تری (15%) را نسبت به ذرات استوانه ای از خود نشان می دهند و به همین علت این ذرات کاربرد وسیع تری در صنعت یافته اند. در این تحقیق نیز به بررسی شعاع های متفاوتی از ذرات استوانه ای پرداخته و عملکرد آنها با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج حاصل از این مقایسه بیان می کند که ذرات با پوشش فیلمی به دلیل داشتن حجم بیشتر نیازمند مدت زمان بیشتری برای دفع جزء A نسبت به ذرات توپر می باشند. همچنین نتایج حاصل از حل تحلیلی در بستر های آکنده از ذرات کروی توپر با حل عددی انجام‌شده در این تحقیق مقایسه، و درستی حل عددی راستی آزمایی شده است. به علت تطابق و هم پوشانی مناسب منحنی های اشباع به‌دست‌آمده از هر دو روش ‌دقت و صحت روش عددی به‌کاربرده شده تأیید شده است. کلمات کلیدی: جذب، واجذبی، منحنی اشباع، ایزوترم جذب خطی، حل عددی، روش تفاضل محدود

ارتقاء امنیت وب با وف بومی