شبیه سازی راکتور فتوکاتالیستی به روش حجم محدود و جهت های مجزا و مطالعات پارامتریک

استفاده از روش های اکسیداسیون پیشرفته برای تصفیه آب در سال های اخیر بسیار مورد توجه بوده است. تصفیه فتوکاتالیستی آب یک روش نوین بوده که با استفاده از نانوکاتالیست تیتانیوم دی اکسید و نور فرابنفش منجر به تجزیه آلودگی های آب می شود. با وجود پژوهش های تجربی بسیار زیاد، طراحی و مدل سازی راکتور های فتوکاتالیستی همچنان یک چالش است. یکی از راه حل های موثر برای دستیابی به این مهم استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی است. از عوامل موثر بر بازده راکتور فتوکاتالیستی، نحوه عملکرد کاتالیست است که توسط نور فرابنفش فعال می شود. در صورت عدم پخش مناسب نور فرابنفش درون راکتور، بخشی از راکتور به دلیل فعال نشدن کاتالیست کارایی نداشته و بازده کاهش می یابد. در این کار ابتدا راکتور شبیه سازی شده با استفاده از داده های آزمایشگاهی اعتبارسنجی و سپس اثر غلظت کاتالیست، توان لامپ و انعکاس دیواره بررسی گردید. طبق نتایج با افزایش انعکاس دیواره به میزان 98 درصد در غلظت 4/0 گرم بر لیتر کاتالیست، نرخ واکنش به میزان 50 درصد افزایش می یابد که به دلیل میزان جذب پایین محیط واکنش است. در غلظت 6/0 گرم بر لیتر کاتالیست افزایش نرخ واکنش تنها 5 درصد است که به دلیل میزان جذب بالای محیط و ناچیز بودن میزان تابش رسیده به دیواره های راکتور است. با افزایش توان لامپ به دو برابر، میزان نرخ واکنش در حالت دیواره با انعکاس 98 درصد در مقایسه با دیواره با انعکاس صفر، به میزان 2/12 درصد، افزایش می یابد که در مقایسه با افزایش 11 درصد در حالت معمولی توان لامپ، به معنای افزایش 2/1 درصدی است.