شبیه سازی فرایند جذب سطحی در عبور جریان هوا از یک بستر زئولیت با استفاده از روش شبکه بولتزمن

پایان نامه
چکیده

یکی از روش های تولید اکسیژن از هوا که کاربردهای زیادی در صنایع مختلف از جمله صنایع هواپیمایی و پزشکی دارد، استفاده از فرآیند جذب سطحی با تناوب فشار (psa) می باشد. در این فرآیند، در اثر عبور جریان هوا با فشار بالا از روی یک بستر فشرده که حاوی دانه های زئولیت می باشد، نیتروژن هوا جذب می شود و در نتیجه، اکسیژن غنی شده در خروجی بدست می آید. در کار حاضر، برای اولین بار فرآیند جذب نیتروژن با در نظرگرفتن جزئیات جریان با استفاده از روش شبکه بولتزمن (lb) شبیه سازی شده است. با توجه به اینکه نیتروژن حدود 79/0 هوا را تشکیل می دهد، جذب آن قطعاً باعث تغییر میدان سرعت جریان خواهد شد و لذا با روش های متداول lb نمی توان این شبیه سازی را انجام داد. لذا، برای انجام این مهم، ابتدا یک برنامه کامپیوتری برای حل جریان دوجزئی اکسیژن و نیتروژن در یک بستر فشرده بر پایه روش شبکه بولتزمن چندجزئی انتروپیک تهیه و تدوین و سپس فرآیند جذب بصورت شرط مرزی بر روی مرز دانه ها اعمال گردیده است. برای پیاده سازی فرآیند جذب دو روش مورد استفاده قرار گرفته است. در روش اول، فرآیند جذب به کمک شرط مرزی فشار متغیر با زمان بر روی مرز دانه ها مدل شده است. در راستای انجام این هدف، یک روش جدید برای اعمال شرط مرزی فشار روی مرزهای منحنی در روش شبکه بولتزمن ارائه گردیده است. بررسی های انجام شده نشان می دهد که این شرط مرزی تقریباً از مرتبه دوم دقت می باشد. نتایج حاصل از شبیه سازی های انجام شده با اعمال این شرط مرزی در حالت دوبعدی و سه بعدی نشان می دهد که این روش توانایی مدل سازی فرآیند جذب را دارد. در روش دوم، فرآیند جذب با استفاده از مدل نیرو محرکه خطی (ldf) و همدمای لانگمویر پیاده سازی شده است. صحت پیاده سازی روش با حل چند مسأله مختلف بررسی شده است. به کمک این روش، سه مرحله اصلی یک فرآیند psa یعنی فشارزنی، جذب و رهاسازی شبیه سازی شده اند. با وجود تغییرات شدید در فشار، برنامه تدوین شده این مراحل را به خوبی شبیه سازی نموده است. در شبیه سازی های انجام شده، تغییرات گرانروی و ضریب پخش در نظرگرفته شده است. تنها فرضیاتی که در نظرگرفته شده است، ثابت بودن دما و یکسان بودن جرم ملکولی اکسیژن و نیتروژن می باشد.

۱۵ صفحه ی اول

برای دانلود 15 صفحه اول باید عضویت طلایی داشته باشید

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

منابع مشابه

شبیه سازی عددی جریان کاویتاسیونی داخل نازل با استفاده از روش شبکه بولتزمن چندفازی

در مقاله حاضر، شبیه­سازی عددی جریان کاویتاسیونی داخل نازل با استفاده از روش شبکه بولتزمن چندفازی به­همراه مدل شان-چن انجام شده­است. یک تابع پتانسیل برای مدل کردن اندرکنش ذرات سیال استفاده شده که میدان سرعت جریان را اصلاح کرده و تغییر فاز بخار-مایع همچنین اثرات کشش سطحی در فصل مشترک بین دو فاز را در جریان­های کاویتاسیونی شبیه­سازی می­کند. معادله خطی بدست آمده در الگوریتم حاضر بر اساس روش شبکه بو...

متن کامل

شبیه سازی عددی جریان خارجی لزج تراکم¬ناپذیر با استفاده از روش لاتیس بولتزمن بدون شبکه

در سال­های اخیر روش شبکه بولتزمن به عنوان یک روش دینامیک سیالات محاسباتی جایگزین و امیدبخش برای شبیه سازی جریان­های پیچیده درآمده است. روش شبکه بولتزمن استاندارد علیرغم موفقیت­آمیز بودنش در بسیاری از کاربردهای عملی به یکنواختی شبکه در فضای فیزیکی محدود می­شود. این مهمترین عیب روش شبکه بولتزمن استاندارد برای کاربرد در مسایل جریان با هندسه پیچیده است. در حال حاضر چندین روش برای حل مشکل روش شبکه ب...

متن کامل

جذب سطحی کروم (VI) از جریان هوا توسط زئولیت طبیعی

Introduction: Chromium (VI) is a known human carcinogenic agent which is used in numerous industrial processes such as electroplating, welding, textile, cement and steel fabrication. The aim of this study was to determine the effectiveness of natural zeolite on the fixed bed adsorption of Cr (VI) from air stream. . Material and Method: In this experimental study, chromium mists were generated...

متن کامل

روش شبکه بولتزمن غیرنیوتنی برای شبیه سازی جریان سیال کاریو-یاسودا در یک کانال دارای انسداد

در مطالعهحاضر به شبیه­سازی جریان سیال غیرنیوتنی خون درون یک کانال دو بعدی دارای انسداد پرداخته شده است. از مدل سیال کاریو-یاسودا برای بررسی رفتار رقیق برشی خون استفاده گردیده است. روش شبکه بولتزمن غیرنیوتنی برای شبیه سازی عددی جریان خون بکار گرفته شده است. مدل‌سازی مرزهای منحنی مربوط به انسدادها با دقت مرتبه دو انجام پذیرفته است. نتایج عددی حاصل از حل با نتایج مربوط به سیال غیرنیوتنی کاریو-یاسو...

متن کامل

شبیه سازی تغییر شکل سلول گلبول قرمز و دارورسانی با استفاده از روش شبکه بولتزمن

در این مقاله، از ترکیب روش شبکه بولتزمن و مرز غوطه ور برای شبیه‌سازی رفتار و تغییر شکل سلول گلبول قرمز با شکل‌های اولیه متفاوت استفاده شده است. در ابتدا گلبول قرمز با هندسه بیضی در یک جریان برشی شبیه‌سازی شده و تغییر شکل بدست آمده با نتایج محققان دیگر مقایسه و تایید شده است. سپس هندسه‌های متفاوت گلبول قرمز در جریان برشی و همچنین طی حرکت و جابجایی شبیه‌سازی و تغییر شکل تدریجی آنها مشاهده و مورد ...

متن کامل

منابع 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 مکانیک

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023