مدل سازی ترمودینامیکی فرایند جذب در غشاهای پلیمری
چکیده
در این تحقیق فرآیند جذب در غشاهای پلیمری به روش های مختلفی توصیف گشته است. تعادل فازی این فرایند شامل محاسبات تعادل بخار-مایع vle مایع –مایع lle و تعادل بخار- مایع-مایع می باشد. در این تحقیق به جهت مهم تر بودن vle تنها تعادل بخار-مایع در نظر گرفته شده است . در روش 1 معادلات حالت eos به مخلوط پلیمر-حلال جهت پیش بنی vle توسعه یافته. حلالها به وسیله معادله حالت prrf پنگ-رابینسون اصلاح شده به وسیله راهدار و فیضی با استفاده از گشتاور دو قطبی ضریب بی مرکزی و پارامترهای بحرانی آنها قابل پیش بینی هستند. در روشهای 2 و 3 معادله حالت اشتراک گروهی سیال شبکه gclf حهت توصیف مخلوطهای به شدت قطبی حلال –غشای پلیمری با استفاده از گشتاور دو قطبی حلال پلیمر و پارامترهای حلالیت هانس اصلاح شده است. در روش دوم انرژیهای برهمکنش بین مولکولهای مشابه برای معادله حالت gclf گزارش شده اند. فرمولهایی جهت به دست آوردن این پارامترها برای حلال و پلیمر انجام گرفته است. این روش نیز برای محلولهای به شدت قطبی غشاهای پلیمری قابل کاربرد بوده به علت ماهیت پیش بین تر آن نسبت به مدلسازی اول دارای خطای بیشتری می باشد روش سوم یک مرحله جایگزین است که در فقدان داده های آزمایشگاهی مثل گشتاورهای دو قطبی پلیمر و حلال می تواند مورد استفاده واقع گردد. در هر صورت این روش به پارامترهای حلالیت هانس (پراکندگی و قطبیت) که قابلیت دستری بیشتری دارند نیازمند است. دقت این روش به خاطر ذات کاملا پیش بین آن نسبت به مدلسازینهای 1 و 2 کمتر می باشد. از مدلهای متفاوتی جهت پیش بینی تعادل بخار-مایع vle محلولهای چند جزیی غشاهای پلیمری استفاده شدهاست. به این منظور از دو نوع متفاوت از مدلها سود برده شده است. گروه مدلسازیهای دوم و سوم بحث شده در فصل سوم و همچنین معادله حالت gclf برای اولین بار به سیستمهای چند جزیی توسط روش خاص توسعه یافته اند. گروه دوم شامل مدلهای مولکولی مب باشد که از محلولهای دوتایی جهت به دست آوردن پارامترهای دوتایی با استفاده از داده های تعادلی بخار-مایع آنها سود برده است و سپس با استفاده از این پارامترها رفتار سیستمهای چند جزیی پیش بینی شده است. این مدلها با داده های تجربی موجود درمقالات آزمایش شده اند و دارای دقت پیش بینی متفاوتی می باشند. این دقت بیشتر بستگی به سیستم مورد نظر دارد تا به دل استفاده شده در حالت کلی مدلهای پیش بینی تقربیا یکسانی داشته اند و اختلاف بین مدلها به خاطر عدم اطمینا داده های آزمایشگاهی کاهش یافته است. همچنین دقت مدلهای مولکولی در رده یکسانی بامدلهای اشتراک گروهی قرار دارد. این امر می تواند خوشحال کننده باشد اما به نظر می رسد که اطلاعات تجربی موجود برای سیستمهای چند جزیی از دقت مناسبی برخوردار نبوده و این نتیجه گیری نیز به داده های بیشتری دارد .