مطالعه همزمان انتقال جرم وحرارت سینی غربالی با استقاده از دینامیک سیالات محاسباتی
چکیده
سینی های غربالی به طور گسترده در برج های تقطیر، جذب و دفع، استخراج و راکتورهای دوغابی استفاده می شوند.آگاهی از جزییات هیدرودینامیک این سینی ها در طراحی درست و رفع مشکل های عملیاتی این سینی ها و افزایش بازده آن ها نقش غیرقابل انکاری دارد.امروزه با توجه به هزینه بالای انجام تحقیقات آزمایشگاهی ، روی آوردن به مدل سازی مخصوصاً استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی رو به افزایش است. در پژوهش حاضر یک مدل سه بعدی ، دو فازی در چارچوب اولری- اولری برای شبیه سازی هیدرودینامیک، انتقال جرم و حرارت سینی غربالی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی ارائه شده است . برای شبیه سازی هیدرودینامیک هردو هندسه که هندسه 1 شامل دو سینی و هندسه 2 شامل نصف سینی است از سیستم آب – هوا استفاده شده است با توجه به اهمیت ناحیه سر کف سینی فاز گاز را فاز پراکنده و فاز مایع را پیوسته در نظرمی گیریم همچنین جریان فاز مایع آشفته و فاز گاز آرام است. شبیه سازی ها در دبی های مختلف گاز و مایع انجام شده است و پارامترهای هیدرولیکی مثل ارتفاع مایع زلال، ارتفاع سر کف و توزیع مایع روی سینی بررسی و با داده های آزمایشگاهی سولاری و بل و برخی از روابط تجربی مقایسه شده است. برای شبیه سازی های انتقال جرم و حرارت که برای هندسه 2 انجام شده است از سیستم متانول – پروپانول استفاده شده است همچنین برای محاسبه ضریب انتقال حرارت،رابطه رانز مارشال و ضریب انتقال جرم ، رابطه srs به کار گرفته شده است. بازده مورفری و نقطه ای در سینی محاسبه شده است همچنین توزیع غلظت مایع و توزیع دمای مایع در طول سینی نشان داده شده است . در این تحقیق اثرات غیریکنواختی جریان مانند نواحی ساکن، چرخشی و توزیع نامناسب سرعت در روی سینی بر روی بازده نقطه ای، مورفری و توزیع دمای مایع در روی سینی بررسی شده است .