فهرست مطالب

جداسازی و پدیده های انتقال - سال بیست و یکم شماره 1 (1389)

نشریه جداسازی و پدیده های انتقال
سال بیست و یکم شماره 1 (1389)

  • تاریخ انتشار: 1389/10/11
  • تعداد عناوین: 7
|
  • آزاده کیانی، شاهرخ شاه حسینی، احد قائمی صفحه 1
    در این تحقق، یک مدل پویا و غیر تعادلی بر مبنای مدل فیلمی برای مدلسازی فرآیند جذب سولفید هیدروژن توسعه یافته است. در این مدل از مدل فیلمی پایا که در آن ترکیب و تعامل نفوذ و واکنش های شیمیائی در نظر گرفته شده استفاده شده است. معادلات حاصل از مدلسازی فرآیند شامل مجموعه ای از معادلات دیفرانسیل پاره ای و معمولی بوده که در جهت محور برج انفصال سازی انجام گرفته که با استفاده از روش خطوط (Method of lines) حل شده اند. برای ارزیابی مدل ارائه شده، از داده های صنعتی جذب سولفید هیدروژن در برج سینی دار توسط محلول دی گلایکول آمین استفاده شده است. نتایج شبیه سازی فرآیند در دو حالت پایا و پویا ارائه شده است. مقایسه نتایج شبیه سازی با نتایج تجربی نشان می دهد که مدل ارائه شده پیش بینی خوبی از رفتار فرآیند در شرایط پایا و دینامیکی دارد.
  • سید حسین حسینی، رهبر رحیمی، مرتضی زیودار، عبدالرضا صمیمی صفحه 13
    بسترهای شارانیده شده گاز– جامد، در صنعت بسیار مورد توجه می باشند. هیدرودینامیک این سیستم ها به دلیل پیچیدگی بالای آن ها نیاز به تحقیقات گسترده ای دارد. در مطالعه حاضر، هیدرودینامیک بستر شارانیده شده گاز- جامد حاوی ذرات کروی با قطر میانگین μm 275/0 با استفاده از CFD به صورت دو بعدی آن هم در حالت ناپایا مورد بررسی قرار گرفته است. مدل دو سیالی با استفاده از نظریه جنبشی جریان دانه ای برای بیان بهتر رئولوژی فاز جامد در دامنه سرعت ظاهری m/s 1/0 تا m/s 4/0در گاز مورد استفاده قرار گرفته است. با ساده سازی معادله انتقال دمای دانه ای به صورت یک معادله جبری، حجم محاسبات به میزان چشم گیری کاهش یافته است. نتایج حاصل از شبیه سازی به کمک نرم افزار شبیه ساز CFD، بصورت کیفی و کمی با نتایج تجربی مقایسه گردیده و هم خوانی خوبی یافت شده است. پروفیل های پیش بینی شده سرعت و جزء حجمی ذرات درون بستر در درک بهتر پدیده های انتقال و برخی پدیده های فیزیکی هم چون سایش ذرات در این سیستم ها کمک می کنند.
  • محمودرضا رحیمی، هجیر کریمی، علی اکبر میرزایی، فرامرز پژوه، ارسلان رئیسی صفحه 31
    هدف از این پژوهش، مطالعه ی اثر حضور گوگرد در کاتالیست های آهن- منگنز می باشد. یکی از اثرات گوگرد و یا ترکیبات گوگرددار ایجاد مسمومیت در کاتالیست و در نتیجه، کاهش فعالیت آن در فرایند سنتز فیشر- تروپش می باشد. در این پژوهش، از مقایسه ی داده های به دست آمده از کاتالیست های بدون گوگرد و گوگرددار این نتیجه حاصل شد که گزینش پذیری و درصد تبدیل کاتالیست ها به طور چشم گیری در اثر مسمومیت ناشی از گوگرد تغییر می کنند. نتایج نشان دادند که بسته به مقدار گوگرد در بافت کاتالیست درصد تبدیل کربن مونوکسید و گزینش پذیری نسبت به تولید متان و تشکیل کک تا حد زیادی در اثر مسمومیت کاهش می یابند. هم چنین در این پژوهش اثر گوگرد در تغییر بافت و افزایش سطح کاتالیست، مورد بررسی قرار گرفت.
  • مصطفی کاهانی، سید حسین نوعی، سعید زینالی هریس صفحه 43
    نانو سیال ها سوسپانسیون های پایدار ی از نانو ذرات جامد در یک سیال پایه می باشند که پتانسیل زیادی در افزایش انتقال حرارت از خود نشان می دهند. آنها می توانند در بسیاری از تجهیزات حرارتی از جمله سیستم ترموسیفون ها، به عنوان محیط انتقال حرارت مورد استفاده قرار بگیرند. یک ترموسیفون دوفازی بسته، دستگاهی برای انتقال حرارت می باشد که شامل یک لوله دوسر بسته تحت خلا است که درون آن با مقدار معینی از یک سیال عامل پر شده است. در این پژوهش پس از تهیه نانوسیال های«اکسیدآلومینیوم/آب» و«اکسیدمس/آب» در غلظت های مختلف حجمی از 1 تا 3 درصد، نقش استفاده از آنها به عنوان محیط انتقال حرارت در داخل سیستم ترموسیفون دو فازی بسته بررسی شده است. نتایج تجربی نشان می دهد که در صورت استفاده از نانوسیال به جای آب در سیستم ترموسیفون دوفازی بسته، راندمان سیستم به طور قابل ملاحظه ای افزایش می یابد. به طوری که در نسبت پرشدن 45%، استفاده از نانوسیال های اکسید آلومینیوم/ آب و یا اکسید مس/ آب به جای آب خالص به ترتیب منجر به افزایش 7/14 و 4/13 درصدی در راندمان سیستم مورد استفاده می گردد. هم چنین در مورد هر دو نانوسیال، ماکزیمم راندمان در نسبت پرشدن 35% و در غلظت حجمی 3% حاصل می شود.
  • فهیمه درخشان فرد، اکبر شاهسوند، فروغ ستود صفحه 59
    در این مقاله عملکرد تعمیم شبکه های عصبی مصنوعی RBF و MLP به کمک مجموعه داده های تجربی به دست آمده از یک برج جذب آکنده در مقیاس آزمایشگاهی، مقایسه گردیدند. داده های آزمایشگاهی از یک برج آکنده به قطر 11 سانتی متر و به طول 8/1 متر که از حلقه های راشیگ 25/0 اینچی پر شده، به دست آمده است. در این سیستم جذب، برای جداسازی دی اکسید کربن از هوا از دبی ها و غلظت های مختلف سود (NaOH)به عنوان حلال بهره گرفته شده است. جهت آموزش شبکه های عصبی، از دو شیوه نوین و مطمئن که در مقالات قبلی توسط مولفین ارائه گردیده اند، استفاده شده است [1-2]. در مقالات مذکور، روش جامعی جهت محاسبه مقدار بهینه گستردگی توابع گاوسین آیزوتروپیک همراه با الگوریتم ویژه ای برای آموزش شبکه های MLP ارائه شده اند. نتایج این مطالعه مشخص می نماید که شبکه های عصبی RBF به دلیل دارا بودن مبانی علمی مستحکم تر و هم چنین قابلیت فیلتر نمودن نویز، از عملکرد مناسب تری برخوردار هستند. اگرچه بسیاری از نتایج به دست آمده از داده های آزمایشی مطابق روند معمول و قابل انتظار می باشد، اما در برخی موارد نیز نتایج به دست آمده از آزمایشات کمی غیر منتظره بودند که با توجه به تکرار پدیده های مربوطه در شرایط مختلف، به نظر نمی رسد که این گونه نتایج ناشی از خطای آزمایشات باشند. برای مثال میزان درصد جذب دی اکسید کربن به گونه های متفاوتی در نرمالیته های مختلف حلال عمل می نماید که می تواند از حیث برخی کاربردهای عملی بسیار مورد توجه قرار گیرد.
  • محمدرضا قاسمی، علی عباسی صفحه 79
    در این کار تحقیقاتی، فرآیند ایزومریزاسیون هگزان با استفاده از کاتالیست دو عاملی پلاتین بر روی موردنیت در شرایط مختلف عملیاتی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که افزایش دما باعث افزایش تبدیل شده و همزمان بنابر تعادل ترمودینامیکی، گزینش پذیری را ابتدا افزایش و سپس کاهش می دهد. همچنین افزایش فشار باعث کم شدن میزان تبدیل و افزایش گزینش پذیری می شود. کاهش سرعت فضایی موجب زیاد شدن میزان تبدیل و کم شدن گزینش پذیری نسبت به ایزوآلکان‭ها می گردد. نتایج نشان می دهند که در دمای 270 درجه سانتیگراد، فشار bar 21، سرعت فضایی h-12 = LHSV و نسبت مولی هیدروژن به هیدروکربن برابر با 2، فرآیند دارای بیشترین بازده می باشد.
  • محمد علی فنایی شیخ الاسلامی، یاسین نوذری اول صفحه 89
    در این مقاله عملکرد چندین مدل مختلف ارائه شده توسط محققین در زمینه پیش بینی شرایط تعادلی تشکیل هیدرات گازی مورد مقایسه قرار گرفته است. مدل های مذکور عبارتند از: مدل به کار رفته در نرم افزار CSMHYD (تهیه شده توسط تیم تحت سرپرستی دکتر اسلون)، مدل به کار رفته در نرم افزارHYSYS، مدل چن- جو و نیز مدل ارائه شده توسط آندرسون و همکاران. بر خلاف مدل چن- جو، مابقی مدل های مورد مقایسه بر پایه مدل واندروالس– پلاتو توسعه یافته اند. به منظور بررسی صحت عملکرد و میزان دقت مدل های فوق، از داده های تجربی موجود در مقالات استفاده شده است. در بیان میزان خطا نیز از درصد انحراف میانگین مطلق فشار استفاده گردیده است. مقایسه نتایج حاصله با داده های تجربی نشان می دهد که کمترین و بیشترین میزان خطا به تربیب حاصل از مدل اندرسون و مدل استفاده شده در نرم افزار HYSYS می باشند. سپس در مرحله بعد مدل آندرسون به منظور پیش بینی شرایط تشکیل هیدرات در حضور pTSA تصحیح گردیده و با داده های تجربی مورد مقایسه قرار گرفته است. همخوانی قابل قبولی مابین داده های تجربی و نتایج حاصله از مدل مذکور مشاهده گردید.
|
  • Azade A. Kiani Kiani, Shahrokh S. Shahhosseini Shahhosseini, Ahad A.Ghaemi Ghaemi Page 1
    In this research, a nonequilibrium stage model has been developed based on the film theory for modeling of H2S absorption process. A steady state film model was incorporated into the process model that considers mass transfer between gas and liquid phases in both directions. The method of lines has been used to discretize the set of partial differential equations of the model. The model was validated against the industrial data. The data were obtained from an industrial tray column. The process simulation results are presented in steady and unsteady states. A comparison between the experimental and simulation results showed that the model could reasonably predict the process behavior.
  • S. Hosin S., H. Hosseini Hosseini, Rahbar R. Rahimi Rahimi, Morteza M.Zivdar Zivdar, Abdolreza Samimi Page 13
    Gas–solid fluidized bed reactors have many industrial applications. Hydrodynamics of these systems requires more investigation due to their complexity of behaviors. In this study, the 2D hydrodynamics of fluidized bed containing 275 μm spherical glass beads was investigated by using CFD analysis. The simulation of fluidized bed, carried out using the two-fluid model combined with kinetic theory of granular flow for description of rheology of solid phase as a pseudo fluid. Whilst the superficial gas velocity were set on the range of 0.1–0.46 m/s. For the system of dense gas-solid fluidized bed, an algebraic granular energy-balance equation is proposed for determining the granular temperature instead of solving the full granular energy balance equation. This simplification does not lead to different results, but significantly reduces the computational effort of the simulation. The CFD simulation results were qualitatively and quantitatively compared with the literature. These comparisons show the good agreement between them. Particles velocity and volume fraction profiles predicted by CFD code were studied to increase insight of the transport phenomena and some physical phenomena such as particles erosion in these systems.
  • Mahmod Reza M. R. Rahimi Rahimi, Hajir H. Karimi Karimi, Ali Akbar A. Mirzaee Mirzaee, Faramarz Pazhooh F. Pazhooh, Arsalan A. Raeisi Raeisi Page 31
    The aim of this research is investigation of the effects that come from presence of the sulfur in the Fe-Mg catalysts. One of the main reasons that reduces catalyst activity is poisoning in the Fischer-Tropsch synthesis. Catalysts with and without sulfur in their texture were studied. It was found out that presence of sulfur in the catalyst texture results in simoultaneous reduction of the selectivity and conversion. Also results show that, dependent on the sulfur content in the catalyst, CO conversion, selectivity to methane and coke formation are simoultaneously reduced. Also effects of sulfur on the catalyst texture and specific surface area of the catalyst were investigated.
  • Mostafa M. Kahani Kahani, S. Hosin S. H. Noie Noie, Said S. Zeinali Heris Zeinali Heris Page 43
    Nanofluids are stable suspensions of nano solid particles in a conventional fluid. They have great potential in heat transfer enhancement and can be used in thermal equipment such as thermosyphons as the heat transfer media. A two-phase closed thermosyphon is a device for heat transfer; it consists of an evacuated-closed tube filled with a certain amount of a stable working fluid. In this paper, after preparing two kind nanofluids “Al2O3/Water” and “CuO/Water” in different volume percent (1%~3%) the role of using these nanofluids instead of pure water as the heat transfer media are investigated. Experimental results shows that nanofluid can significant improve efficiency of two-phase closed thermosyphon. For filling ratio of 45%, using the “Al2O3/Water” and “CuO/Water” nanofluid instead of water in the system, resulted in 14.7% and 13.4% gain in the efficiency. For both nanofluids maximum efficiency of two-phase closed thermosyphon tacked place at 35% filling ratio and 3 volume percent.
  • Fahime F.Derakhshan Fard Derakhshan Fard, Akbar Shahsavand Shahsavand, Frogh Sotudeh F. Sotudeh Page 59
    The generalization performances of the Back Propagation Multi-Layer Perceptron (BPMLP) and the Radial Basis Function (RBF) neural networks were compared together by resorting to several sets of the experimental data collected from a pilot scale packed absorption column. The experimental data were obtained from an 11cm diameter packed tower filled with 1.8 meter ¼ inch ceramic Rashig rings. The column was used for separation of carbon dioxide from air using various concentrations and flow rates of NaOH solution. Two efficient and reliable in-house algorithms were employed for optimal training of both neural networks. A robust procedure was exploited in these articles to predict the optimal widths of isotropic Gaussian basis functions for RBF networks [1]. Another in-house algorithm was also used to train the MLP networks more rapidly and efficiently in comparison with the conventional procedures [2]. The simulation results indicated that the RBF networks can perform more adequately than MLP networks on filtering out the noise and provide more reliable generalization performances because of their more solid theoretical background. Although most of the collected experimental results were just as we expected them, however, some results were out of the traditional trend. The numerous repetitions of these measurements prove that they can not occur due to random measurement errors. For example, absorbed percentage of carbon dioxide in various caustic solutions with different normality followed a peculiar trend which may prove fruitful in some special application.
  • Ghasemi M. R. Ghasemi Ghasemi, Ali Abasi Abbasi Page 79
    Isomerization of n-hexane on the Pt/H-Mordenite catalyst was studied at different operating conditions, i.e., temperature, pressure and LHSV. It was found out that temperature increase results in higher conversion and simultaneously reduction of the selectivity to isomerate due to thermodynamic limitation. Increase in pressure, reduces the conversion but increases the selectivity. Decrease in space velocity results in higher conversion and simultaneously reduction of the isoalkane selectivity. Results show that the highest yield for maximum hexane isomerate is obtained at 270°C, 21bar, LHSV = 2h-1 and H2\HC mol ratio = 2.
  • Mohamad Ali M. A. Fanaei Fanaei, Yasin Nozari Nozari Page 89
    In this article, the performances of several models proposed by researchers in the field of the prediction of hydrate equilibrium conditions are compared. They include: model used in CSMHYD software (presented by Sloan et al.), model used in HYSYS software, Chen-Guo model and Anderson model. All of the above models except Chen-Guo are developed based on van der Waals-Platteeuw model. To comparing the performances and accuracy of the above models, many sets of published data have been used. Average absolute deviation of pressure (AADP) applied as criterion to show error of each models. Comparison between the results and experimental data shows that Anderson model and model used in the HYSYS software have the minimum and maximum AADP, respectively. In the next step, Anderson model modified for presence of -TSA (-Toluene Sulfuric Acid) as a promoter. The Results of modified Anderson model shows good agreement with the experimental data