بررسی تجربی تأثیر استفاده از نانوسیالات در فرایند جذب از گاز

جذب گاز فرایندی است که در آن یک مخلوط گاز را در تماس با مایعی قرار می دهند تا یک یا تعداد بیشتری از سازنده ها در مایع حل شده و محلولی از آن سازنده ها در مایع حاصل شود. به طور کلی سه روش برای افزایش جذب وجود دارد: روش مکانیکی، روش شیمیایی و روش نانوتکنولوژی.در این پایان نامه بررسی تجربی استفاده از نانوسیالات در فرایند جذب گاز دی اکسید کربن در یک برج دیواره مرطوب آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است.برای انجام آزمایشات در شرایط مختلف و اندازه گیری پارامترهای موردنظر، ابتدا برج دیواره مرطوب طراحی و ساخته شد.قطر داخلی این برج 28 میلی متر، قطر خارجی 32 میلی متر و ارتفاع برج 45/1 متر می باشد. در این پروژه از نانوسیال آب- اکسید تیتانیم، نانوسیال آب- اکسید آلومینیم و نانوسیال آب-اکسیدآهن به عنوان حلال برای بررسی فرایند جذب استفاده شد. اثر دبی فاز مایع ودبی فاز گاز بر روی فرایند انتقال جرم نانوسیالات آب-اکسید آلومینیم، آب-اکسید آهن و آب-اکسید تیتانیم درغلظت های مختلف وهمچنین تأثیر میدان مغناطیسی بر روی فرایند جذب گاز دی اکسید کربن توسط سیال پایه (آب) و نانوسیال آب-اکسید آهن بررسی شد. نانوسیال آب- اکسید آلومینیمبا غلطت های 01/0، 05/0، 1/0، 5/0 و1 درصد حجمی، نانوسیال آب-اکسید تیتانیم با غلظت های 05/0، 1/0 و 5/0 درصد حجمی و نانوسیال آب-اکسید-آهن با غلظت های 005/0، 008/0 و 024/0 درصد حجمی استفاده شد. اثر میدان مغناطیسی برای سیال پایه در شدت جریان های 0، 5/0،1و 5/1در دو جهت، خلاف جهت فیلم ریزان و هم جهت با فیلم ریزان، بررسی شد. دبی فاز مایع برای تمام آزمایشات 1/3، 68/4 و 66/6 میلی لیتر بر ثانیه و دبی فاز گاز 1 و 5 لیتر بر دقیقه می باشد. اثر میدان مغناطیسی بر روی نانوسیال آب-اکسید آهن و آب بررسی شد. آزمایشات آب-اکسید آهن با میدان مغناطیسی در شدت جریان 1 آمپر و در جهت فیلم ریزان انجام شد. اثر میدان مغناطیسی برای سیال پایه در شدت جریان های 0، 5/0،1و5/1 آمپر در دو جهت، خلاف جهت فیلم ریزان و هم جهت با فیلم ریزان، بررسی شد.نتایج بدست آمده از این تحقیق نشان می دهد که نانوسیال آب-اکسید آلومینیم عملکرد انتقال جرمی بهتری نسبت به سیال پایه از خود نشان می دهد. برای نانوسیال آب-اکسیدآلومینیم ضریب انتقال جرم و شار انتقال جرم افزایش پیدا کرده و این افزایش نسبی با افزایش غلظت نانوذرات بیشترمی گردد. افزایش ضریب انتقال جرم در 1% حجمی نانوسیال آب-اکسید آلومینیم 55 % و شار انتقال جرم 90 %افزایش داشته است. استفاده از نانوسیال های آب-اکسید تیتانیم باعث کاهش انتقال جرم شده است. ضریب انتقال جرم در 05/0 % حجمی نانوسیال آب-اکسید تیتانیم 16 درصد و شار انتقال جرم 5 درصد کاهش داشته است. ضریب انتقال جرم در شدت جریان الکتریکی 5/1 آمپر 59 % و شار انتقال جرم 22 % افزایش می یابد.استفاده از میدان مغناطیسی هنگامی که جهت میدان مغناطیسی با جهت فیلم ریزان یکسان باشد، ضریب انتقال جرم سیال پایه (آب) را افزایش داده است و در حالتی که جهت میدان مغناطیسی خلاف جهت فیلم ریزان باشد ضریب انتقال جرم کاهش می یابد.با افزایش غلظت نانوسیال آب-اکسید آهن ضریب انتقال جرم و شار انتقال افزایش می یابد ولی همه این مقادیر نسبت به سیال پایه کمتر است. نانوسیال آب-اکسید آهن و در حضور میدان مغناطیسی در شدت جریان 1 آمپر ضریب انتقال جرم 53%افزایش داشته است.