بررسی حرکت حباب در سیال ساکن و مخزن همزن دار توسط دینامیک سیالات محاسباتی
پایان نامه
- وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده مهندسی شیمی
- نویسنده میثم خدادادی
- استاد راهنما مسعود حق شناس فرد
- سال انتشار 1389
چکیده
در این پژوهش حرکت حباب در میدان جریان آرام و آشفته شبیه سازی شده است. همزمان با پیشرفت امکانات محاسباتی و به دلیل اهمیت سطح مشترک میان دو فاز و زمان ماند حباب در صنایع شیمیایی، بخصوص در موارد توام با انتقال جرم و حرارت، در طی دهه اخیر شبیه سازی حرکت حباب توجه بسیاری از محققین را به خود معطوف ساخته است. هدف از این کار نیز مطالعه حرکت حباب به منظور بررسی تغییرات شکل و سرعت آن توسط دینامیک سیالات محاسباتی می باشد. جهت انجام شبیه سازی از کد تجاری fluent و الگوریتم چندفازی دربرگیرنده سطح مشترک موجود در آن(روش حجم سیال) استفاده شد. پیش از این به دلیل ضعف امکانات محاسباتی حرکت حباب حتی در سیال ساکن نیز به ندرت به صورت سه بعدی شبیه سازی شده و شبیه سازی ها عمدتا به صورت دوبعدی انجام شده اند و مقایسه نتایج آنها نیز معمولا به صورت کیفی و تنها با مقایسه شکل با نتایج تجربی انجام می شد، ولی در این پایان نامه پس از شبیه سازی حرکت حباب به طور کاملا سه بعدی نتایج بدست آمده نیز هم به صورت کیفی و هم به صورت کمی با نتایج محققین پیشین مقایسه شده اند. این پایان نامه در سه فاز و مرحله کلی انجام شده است به طوری که نتیجه هر مرحله در تهیه مدل و هندسه مرحله بعد نقش به سزایی داشته است. مرحله اول شبیه سازی سه بعدی حرکت حباب در سیال ساکن، مرحله دوم شبیه سازی میدان جریان آشفته در مخزن همزن دار مجهز به چهار بافل عمودی و پروانه شش تیغه توربینی نوع راشتون به صورت تک فاز و سپس دوفازی(تحت روش vof) بوده و در نهایت مرحله پایانی شبیه سازی حرکت حباب در مخازن مرحله دوم می باشد. در مراحل اول و دوم پس از مقایسه نتایج با نتایج تجربی خطای متوسط 2/1% در پیش بینی سرعت حد حباب در سیال ساکن و همچنین 18% کاهش خطای متوسط در پیش بینی انرژی جنبشی آشفته (k) در مخزن همزن دار نسبت به نتایج شبیه سازی انجی و همکاران(1998)(38%) مشاهده شد. اما در مرحله سوم (حرکت حباب در مخزن همزن دار) به دلیل عدم وجود نتایج تجربی جهت حرکت تک حباب و همچنین عدم امکان انجام آزمایش به صورت تجربی به دلیل پیچیده بودن میدان جریان و نبود تجهیزات دقیق، این نتایج تنها به صورت کیفی و بر مبنای ملاحظات فیزیکی جریان و هندسه تانک مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند و نتایج بر مبنای الگوی جریان تقریبا قابل پیش بینی و معقول می باشند.
منابع مشابه
بررسی رفتار سیال در یک بستر پرشده ثابت با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی
در این تحقیق رفتار سیال در یک بستر پرشده ثابت با نسبت قطر لوله به قطر ذره برابر 6/4 با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی بررسی شد. هندسه بستر با استفاده از روش پرکن گسسته مدل شد. شبیه سازی های CFD در گستره عدد رینولدز 79/611-85/3 در رژیم جریان آرام و آشفته انجام شدند. در رژیم جریان آشفته از مدل آشفتگی RNG k-ε استفاده شد. مشاهده شد که جریان سیال در فاصله 75/0 سانتیمتر از ابتدای بستر توسعه یافته...
متن کاملتحلیل جریان سیال غیر نیوتنی در مبدلهای قاب و صفحه‌ای به کمک دینامیک سیالات محاسباتی
امروزه مبدلهای صفحه‌ای برای گرم و سرد کردن جریان‌های مختلف کاربرد زیادی در صنایع شیمیایی، غذایی و دارویی دارند. چون بسیاری از سیالات استفاده شده در این صنایع خواص رئولوژیکی غیر نیوتنی دارند، در این تحقیق به کمک دینامیک سیالات محاسباتی یا CFD دو بعدی، رفتار جریان محلول کربوکسی متیل سلولز (CMC) در غلظت‌های وزنی 5/0 تا 2 درصد، به عنوان سیال غیر نیوتنی پاورلا در محدوده رینولدز 10 تا 300 و دمای ثابت...
متن کاملشبیهسازی جریان سیال اطراف پیگ متحرک در لوله با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی
از خطوط لوله برای انتقال انواع محصولات، خصوصاً در صنعت نفت و گاز استفاده می‌شود. برای داشتن عملکرد مؤثر، خطوط لوله باید در بازه‌های زمانی مشخص پیگ‌رانی شوند. پیگ‌ها باید در سرعت ثابتی حرکت کنند و سرعت کنترل‌نشده و فزاینده پیگ می‌تواند بسیار خطرناک باشد. برای کنترل سرعت پیگ و مطالعه رفتار دینامیکی آن و همچنین تخمین متغیرهای مرتبط با حرکت پیگ، مطالعه رفتار سیال در اطراف پیگ ضروری به نظر می‌رسد. در...
متن کاملبررسی عملکرد و تحلیل دینامیک سیالات محاسباتی بیوراکتور آنزیمی همزن دار در واکنش های بیوفنتون
فرایند فنتون روش شناخته شده ای است که برای حذف یا تقلیل آلودگی های شیمیایی ناشی از مواد آلی بکار می رود. از محصولات این فرایند بسته به مواد آلاینده مورد تصفیه می توان برای حذف آلاینده های آلی مانند رنگ ها یا به عنوان یک پیشنهاد نوآورانه به طور غیرمستقیم برای حذف آلاینده های معدنی مانند هیدروژن سولفید استفاده کرد. فرایند بیوفنتون روش جدیدی است که در قالب این پایان نامه برای حذف یا تقلیل آلودگی ه...
بررسی عددی کارآیی میکرومیکسرهای غیر فعال با هندسه‌های مختلف توسط دینامیک سیالات محاسباتی
استفاده از میکرومیکسرها برای بهبود اختلاط جریان به علت پایین بودن عدد رینولدز، امری ضروری است. در این مطالعه به بررسی و شبیه سازی جریان و آمیختگی دو سیال تراکم‌ناپذیر در شش میکرومیکسر T_شکل ساده، میکرومیکسر با موانع مستطیلی باریک روی دیواره کانال اختلاط، میکرومیکسر با موانع متوازی الاضلاع روی دیواره کانال اختلاط، میکرومیکسر با موانع دایره‌ای در وسط کانال اختلاط، میکرومیکسر با موانع مستطیلی ضخیم...
متن کاملمنابع من
با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید
ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده{@ msg_add @}
نوع سند: پایان نامه
وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده مهندسی شیمی
کلمات کلیدی
میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com
copyright © 2015-2023