عنوان :
طراحي، ساخت و بهينه سازي يك مبدل با هدف كاهش رسوب گذاري با استفاده از حركت ذرات
نويسنده اصلي :
مهدي هوشياري
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
چكيده :
در اين تحقيق بعد از بررسي انواع مبدل هاي حرارتي و همچنين بررسي مقاله شبيه سازي هاي انجام شده در حوزه تشكيل رسوب در انواع مبدل هاي حرارتي، طراحي،ساخت و بررسي عملكرد مبدل بستر همراه بري شده پيوسته، انجام شد تا بتوان قابليت بستر همراه بري شده در كاهش ميزان تشكيل رسوب در مبدل را بررسي كرده و شرايط بهينه اين مبدل جهت كاهش ميزان رسوب گذاري را تعيين نمود. در اين نوع مبدل، سيال داخل يك لوله كه داراي بستري از ساچمه است به جريان در آمده و بستر را به حالت همراه بري مي رساند؛در اين حالت بستر به همراه جريان شروع به حركت مي نمايد. دراين پروژه محلول آب-NaCl با غلظت ( 16gr NaCl)/(100 gr H2O) و دماي ℃ 85 و در سرعت هاي مختلف وارد مبدل مي شود. سپس تاثير بستر همراه بري شده بر كاهش ميزان تشكيل رسوب در مبدل بررسي مي شود. مكانيزم كاهش تشكيل رسوب با استفاده از بستر همراه بري شده بدين صورت است كه بستر همراه بري شده با وارد آوردن تكانه و تنش برشي به ديواره مبدل، رسوب هاي تشكيل شده را از ديواره مبدل جدا مي كند ؛علاوه بر اين با افزايش ميزان اغتشاش جريان ميزان تشكيل رسوب را نيز كاهش مي دهد. بخش اصلي اين مبدل يك لوله به قطر 0.032 متر مي باشد كه به صورت يك سيكل مستطيل شكل در آمده و جريان از طريق يك سه راهي به اين مبدل تزريق شده و بخش اعظم سيال ورودي پس از طي كامل مسير از مبدل خارج مي شود اما بستر ساچمه به همراه سيال خارج نشده از مبدل دوباره در مبدل جريان پيدا مي كنند و طي اين فرآيند بستر ساچمه به طور پيوسته در مبدل جريان مي يابد. جهت بررسي تجربي عملكرد اين مبدل حرارتي، طراحي آزمايش ها و تحليل داده هاي آزمايشگاهي از روش RSM استفاده شده است.در اين آزمايش سه پارامتر عملياتي موثر بر عملكرد مبدل بستر همراه بري شده بررسي شده است كه عبارتند از:1- سرعت سيال 2-كسر حجمي بستر ساچمه در مبدل 3- مدت زمان فرآيند. درنهايت آرايه اي متشكل از 20 آزمايش با شرايط مختلف پيشنهاد شد و پس از انجام آزمايش ها، شرايط بهينه عملكرد مبدل (توسط RSM) در سرعت 0.76 متر بر ثانيه و كسر حجمي بستر 6% تعيين شد كه در اين شرايط ميزان رسوبات تشكيل شده در مقايسه با حالت مبدل بدون بستر همراه بري شده 90.5% كاهش مي يابد و با بررسي نتايج آزمايش ها مشاهده شد كه با افزايش سرعت سيال و كسر حجمي بستر ميزان رسوب گذاري كاهش پيدا كرده و با افزايش زمان فرآيند، ميزان رسوب گذاري افزايش مي يابد. همچنين براي مدل سازي فرايند رسوب گذاري، آزمايش ها را تا زماني كه سيستم از نظر رسوب گذاري به تعادل مي رسد ادامه داديم و سپس پارامترهاي مدل سازي آزمايش هاي مختلف را با يكديگر مقايسه كرده و تاثير متغير هاي تاثير گذار بر پارامترهاي مدل سازي را مورد بررسي قرار داديم. مقدار p-value مدل برابر 0.0007 و F-value 9.85 است.
شماره ركورد :
142563
دانشگاه :
دانشگاه علم و صنعت ايران
رشته تحصيلي :
مهندسي شيمي - طراحي فرآيند
استاد راهنما :
دكتر شاهرخ شاه حسيني
نسخه ديجيتال :
دارد
آدرس اينترنتي :
لينک به اين مدرک :

بازگشت