دفاعیه دکترا در دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز
| تاریخ ارسال: 1399/3/7 |
 .jpg) |
مهندس مهدی زارع ، دانشجوی دوره دکتری مهندسی‌شیمی، شنبه دهم خرداد ماه ۱۳۹۹، از رساله خود با عنوان « شبیهسازی CFD راکتور بستر ثابت نامنظم تحت تأثیر دیواره با نسبت ابعادی بزرگ » با راهنمایی دکتر سید حسن هاشم‌آبادی خواهد نمود |
بسترهای پرشده واکنشی جزو راکتورهایی هستند که در صنعت به وفور استفاده میشوند و کارهای زیادی در زمینه پیشبینی انتقال جرم، حرارت و افت فشار در آنها انجام شده است. با مطالعات انجام شده نتیجهگیری شد که دو پارامتر مهم پیچوخم بستر و نقاط داغ در دیواره بستر وجود دارند که بررسی چندانی روی آنها انجام نشده است. همچنین یکی از مشکلات موجود در این بسترها، نسبت طول به قطر بالا و حضور تعداد زیاد کاتالیست در داخل آنها میباشد که امکان بررسی با دقت بالای این راکتورها را با مشکل روبرو کرده است. بنابراین در این مطالعه به بررسی پارامترهای مذکور در ۴ بخش اصلی پرداخته شد. در بخش اول، تاثیر هندسه دانه کاتالیستی بر نقاط داغ ایجاد شده روی دیواره مطالعه شد. برای این منظور رفتار ۶ دانه غیرکروی (استوانهای، استوانهای شیاردار، سهپر، استوانهای حفرهدار، استوانهای شیاردار حفرهدار و سهپر حفرهدار) در مجاورت دیواره در دو حالت افقی و عمودی بررسی شد. نتایج نشان داد که شکل هندسی دانه کاتالیستی تاثیر بسزایی در تشکیل نقاط داغ دارد و از لحاظ کاهش نقاط داغ به ترتیب دانههای سهپر، استوانهای شیاردار و استوانهای، دارای اولویت میباشند.
در بخش دوم از روش طراحی آزمایش آنووا[۱] به منظور یافتن زاویه بهینه قرارگیری دانه در مجاورت دیواره استفاده گردید. در این قسمت رفتار دانه استوانهای در مجاورت دیواره حول محورهای X، Y و Z به ترتیب
۲۰-۰، ۴۵-۴۵- و ۳۰-۰ درجه بررسی شد و رابطهای جهت پیشبینی دمای بیشینه ایجاد شده روی دیواره بستر ارائه گردید.
در بخش سوم تاثیر پیچوخم بستر بر انتقال حرارت و افت فشار در بسترهای پرشده منظم نمونه مطالعه شد. برای این منظور افت فشار و انتقال حرارت دو بستر نمونه با تخلخل و ضریب شکل دانههای یکسان و چیدمان متفاوت بررسی گردیدند. دادههای خطوط جریان از شبیهسازی استخراج شد و کدنویسی در محیط متلب بمنظور محاسبه پیچوخم بستر انجام شد. مشاهده شد که پیچوخم، تاثیر بسزایی در نتایج دارد و روابط موجود قادر به پیشبینی مناسب نتایج در این بسترها نمیباشند. در نهایت پیچوخم بستر با استفاده از طول خطوط جریان، محاسبه و روابط افت فشار و انتقال حرارت اصلاح گردید.
در بخش چهارم روشی جهت شبیهسازی بسترهای با طول بلند ارائه گردید. در این قسمت بستر موجود به ۴ واحد مساوی تقسیم شد و واحد اول شبیهسازی گردید. خروجی واحد اول به صورت ورودی واحد دوم در نظر گرفته شد و همین روند برای واحدهای بعدی نیز تکرار گردید. در نهایت نتایج خروجی با نتایج حاصل از راکتور با طول واقعی مقایسه شد و نتایج نشان داد که میتوان از روش پیشنهادی به جای شبیهسازی کل بستر (که ناممکن یا هزینهبر میباشد) استفاده نمود و از تکرار واحد نمونه به صورت سری به نتایج بستر با طول بلند رسید.
واژه‌های کلیدی: بستر پرشده، دانه کاتالیستی غیرکروی، نقاط داغ، پیچوخم بستر، بستر بلند
دفعات مشاهده: 1778 بار |
دفعات چاپ: 287 بار |
دفعات ارسال به دیگران: 0 بار |
0 نظر