مدلسازی و شبیه سازی عملکرد غشاهای نانو ساختار سرامیکی در جداسازی از جریان های گازی به روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)

۹ اردیبهشت , ۱۳۹۵ بازدید: 1065 دسته: قیمت: 25000 تومان

چکیده
در این تحقیق مدلسازی و شبیه¬سازی فرآیند غشایی جداسازی گاز CO2 ارایه شده است. برای رسم هندسه غشای مورد نظر و شبکه¬بندی آن و همچنین تعیین نوع شرایط مرزی از نرم¬افزار Gambit 2,2,30 استفاده شده و فایل تهیه شده در Gambit پس از ارسال به نرم¬افزار Fluent 6,3 ، مقیاس دهی شده و پس از تعیین مدل¬های بکاررفته مانند مدل انتقال اجزا، مدل اغتشاش و انتخاب مواد موجود، در نهایت مقدار شرایط مرزی تعیین گردید و برای مدلسازی فرآیند غشایی، سه فرض مختلف برای غشا (پروس مدیا، پروس جامپ و دیواره) در نظر گرفته شده است. روش بکار رفته برای مدلسازی و شبیه¬سازی روش دینامیک سیالات محاسباتی بوده که در این روش حل معادلات حاکم بر پایه حل عددی است. سپس مدل سه بعدی از فرآیند جداسازی ذکر شده، ارائه گردید و اعتبار مدل¬های دو بعدی و سه بعدی با استفاده از نتایج حاصل از مرکز تحقیقات مواد نانوساختار، بررسی شده و به دلیل اینکه نتایج حاصل از شبیه¬سازی با نتایج تجربی تطابق خوبی داشت، بنابراین صحت مدل¬های دو بعدی و سه بعدی تائید گردید. در نهایت به بررسی اثر پارامترهای عملیاتی بر میزان جداسازی در مدل دو بعدی پرداخته شد که نتایج بدست آمده نشان داد که در شرایط عملیاتی ثابت با افزایش دبی جرمی (سرعت) خوراک ورودی، میزان جداسازی در فرآیند غشایی کاهش و با افزایش دمای خوراک ورودی، میزان جداسازی افزایش و با افزایش غلظت خوراک ورودی نیز، میزان جداسازی در فرآیند غشایی کاهش می¬یابد.
مقدمه ۱
فصل اول: مقدمه¬ای بر فرآیند جداسازی غشایی ۲
مقدمه ۳
۱-۱ غشاهای جداسازی ۴
۱-۱-۱ تاریخچه ۴
۱-۱-۲ انواع غشاها ۴
۱-۱-۲-۱ انواع غشاها از نظر جنس مواد ۴
۱-۱-۲-۲ انواع غشاها از نظر ساختار ۶
۱-۱-۲-۳ انواع غشاها از نظر مورفولوژی و ریزساختار ۶
۱-۱-۲-۴ غشاهای کامپوزیتی (چند لایه¬ای) ۷
۱-۲ فناوری فیلتراسیون غشایی ۸
۱-۲-۱ جداسازی گازها(GS) 10
۱-۲-۱-۱ مکانیزم¬های جداسازی گازها ۱۱
۱-۲-۱-۱-۱ ضریب جداسازی ۱۱
۱-۲-۱-۱-۲ غشاهای نانومتخلخل ۱۳
۱-۲-۱-۱-۲-۱ جریان ویسکوز ۱۳
۱-۲-۱-۱-۲-۲ نفوذ نادسن ۱۵
۱-۲-۱-۱-۲-۳ جریان گذرا ۱۷
۱-۲-۱-۱-۲-۴ غربال مولکولی ۱۷
۱-۲-۱-۱-۳ غشاهای غیرمتخلخل ۱۹
۱-۳ مدول¬های غشایی ۲۲
۱-۳-۱ طرح غشاهای لوله¬ای ۲۳
۱-۴ جمع¬بندی ۲۴
فصل دوم: مروری بر تحقیقات گذشته در خصوص مدلسازی و شبیه¬سازی فرآیند جداسازی غشایی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی ۲۵
مقدمه ۲۶
۲-۱ مدلسازی و شبیه¬سازی¬های انجام شده برای فرآیندهای جداسازی با غشاهای غیر متخلخل ۲۶
۲-۲ مدلسازی و شبیه¬سازی¬های انجام شده برای فرآیندهای جداسازی با غشاهای متخلخل ۲۸
۲-۳ جمع¬بندی ۵۱
فصل سوم: دینامیک سیالات محاسباتی و تعریف مسئله ۵۲
مقدمه ۵۳
۳-۱ درباره دینامیک سیالات محاسباتی ۵۳
۳-۱-۱ ساختار یک برنامه CFD 55
۳-۱-۱-۱ پیش پردازنده ۵۶
۳-۱-۱-۲ حل کننده ۵۶
۳-۱-۱-۲-۱ روش اختلاف محدود ۵۷
۳-۱-۱-۲-۲ روش عنصر محدود ۵۷
۳-۱-۱-۲-۳ روش¬های طیفی ۵۷
۳-۱-۱-۲-۴روش حجم محدود ۵۸
۳-۱-۱-۳ پس¬پردازنده ۵۸
۳-۲ تعریف مسئله ۵۹
۳-۳ الگوریتم حل مسئله ۵۹
۳-۳-۱ انتخاب ابزار مناسب برای حل عددی مسئله مورد نظر ۵۹
۳-۳-۱-۱ نرم¬افزار Fluent 61
۳-۳-۱-۲ نرم¬افزار Gambit 62
۳-۳-۲ مدلسازی هندسه¬ی مورد نظر و تولید شبکه مناسب برای حل ۶۲
۳-۳-۲-۱ مدلسازی هندسه¬ی غشا ۶۲
۳-۳-۲-۱-۱ هندسه¬ی دوبعدی ۶۲
۳-۳-۲-۱-۲ هندسه¬ی سه¬بعدی ۶۳
۳-۳-۲-۲ شبکه¬بندی هندسه¬ی مورد نظر ۶۴
۳-۳-۲-۲-۱ هندسه¬ی دوبعدی ۶۴
۳-۳-۲-۲- ۲ هندسه¬ی سه¬بعدی ۶۵
۳-۳-۳ تعریف ویژگی¬های سیال و شرایط مرزی ۶۷
۳-۳-۳-۱ ویژگی¬های سیال مورد استفاده ۶۷
۳-۳-۳-۲ پارامترهای شبیه¬سازی در مدل ۶۸
۳-۳-۴ معادلات حاکم ۶۹
۳-۴ کارهای انجام شده در پروژه ۷۰
۳-۵ جمع¬بندی ۷۱
فصل چهارم: نتیجه¬گیری و پیشنهادات ۷۲
۴-۱ نتیجه¬گیری ۷۳
۴-۲ پیشنهادات ۷۴
مراجع ۷۵

25000 تومان – پرداخت

آخرین فایل ها