مدلسازي و شبيه‌سازي CFD خط انتقال نئوماتيك پودر پلي‌پروپيلن

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي شيمي

كارشناسي ارشد

پودر پلي پروپيلن توليد شده در واحد پايلوت PP شركت پژوهش و فناوري پتروشيمي- مركز اراك از طريق خط لوله نئوماتيك به سيلو منتقل مي‌شود. تعيين افت فشار در اتصالات و خط لوله و زمان اقامت ذرات با اندازه متفاوت و همچنين محاسبه توان مصرفي دمنده براي انتقال پودر و بررسي پارامتريك براي طراحي واحد هاي مشابه ضروري است. بنا به سفارش شركت پژوهش و فناوري پتروشيمي هدف اين پايان نامه تقاضا محور بررسي افت فشار و زمان اقامت ذرات پودر و همچنين توان مصرفي دمنده با استفاده از ديناميك سيالات محاسباتي است. هندسه مسير انتقال پودر پليمري مطابق اندازه هاي واقعي واحد صنعتي در نرم افزار Gambit گسسته سازي شده و معادلات پيوستگي و ناوير- استوكس با در نظر گرفتن دوفاز اويلري با نرم افزار Ansys Fluent حل شد. فشار ورودي عمليات جاري در واحد پايلوت با نتايج شبيه سازي تطابق خوبي نشان داد. اثرات تغيير سرعت گاز حامل و نرخ بارگذاري پودر بر هيدروديناميك محاسبه شد. با افزايش 10 و 20 درصد در سرعت گاز حامل افت فشار پودر در كل مسير به ترتيب 8/8 و 6/10 درصد افزايش يافت. با كاهش 10 و 20 درصد در سرعت گاز حامل افت فشار كل در كل مسير به ترتيب 9/2 درصد كاهش و 6/8 درصد افزايش يافت. افزايش 10 و 20 درصدي سرعت گاز حامل توان دمنده به ازاي هر كيلوگرم واحد پودر منتقل شده را به ترتيب 6/19 درصد و 6/32 درصد نسبت به شرايط عملياتي جاري افزايش مي‌دهد. همچنين افزايش و كاهش نرخ بارگذاري پودر ورودي به مسير انتقال مطالعه شد و در اثر افزايش 10 .و 20 درصد نرخ بارگذاري پودر، افت فشار كل مسير 2/10 و 1/11 درصد افزايش يافت و در اثر كاهش 10 .و 20 درصد نرخ بارگذاري پودر، افت فشار كل مسير 2/13 و 6 درصد افزايش يافت. زمان اقامت پودر در مسير انتقال با استفاده از محاسبه خط مسير در مختصات اويلري و جداگانه در مختصات لاگرانژي محاسبه شد كه تطابق خوبي داشته و براي شرايط عملياتي جاري 21/7 ثانيه است. افزايش سرعت گاز حامل به ميزان 10 و 20 درصد سبب كاهش زمان اقامت به ميزان 57/6 ثانيه و 09/6 ثانيه و افزايش نرخ بارگذاري پودر به ميزان 10 و 20 درصد سبب افزايش زمان اقامت به ميزان 14/7 ثانيه و 11/7 ثانيه شد. محاسبات لاگرانژي با در نظر گرفتن توزيع اندازه ذرات نشان داد كه ذرات با اندازه درشت در لايه هاي زيرين با سرعت كمتري نسبت به ذرات با اندازه هاي كوچك كه در لايه هاي بالا هستند، حركت مي‌كنند. با توجه به سيزده اجراي متفاوت،كمترين توان دمنده براي انتقال واحد جرم پودر براي حالتي است كه سرعت گاز حامل 68/31 متر بر ثانيه و سرعت بارگذاري پودر 47/1 متر بر ثانيه است كه در اين حالت توان لازم براي انتقال واحد پودر منتقل شده W/Kg 990/0 و زمان اقامت پودر 09/6 ثانيه است كه نسبت به شرايط عملياني جاري كاهش پيدا كرده است.

221141

پديده هاي انتقال

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان