تحقیق مدل سازی انتقال جرم و هیدرودینامیک حذف فنل از پساب با سلول غشایی هالوفایبر با کامسول

توضیحات

تحقیق مدل سازی انتقال جرم و هیدرودینامیک حذف فنل از پساب با سلول غشایی هالوفایبر با کامسول

1-1      مقدمه

در این فصل به مدل سازی حذف فنل موجود در پساب پرداخته خواهد شد. غشای مورد استفاده از نوع میان تهی با جنس پلی پروپیلن است. این غشا دارای خاصیت آبگریزی است که مانع از خیس شوندگی آن می شود. پساب از مجرای داخل غشا که منبعد به آن قسمت لوله میگوییم جریان پیدا میکند. در حین حرکت پساب از درون غشا، ماده دفع شونده (فنل) با انتقال شعاعی و نفوذ از عرض غشا وارد طرف دیگر غشا میشود که به آن قسمت پوسته میگوییم.

در قسمت پوسته حلال آلی جریان دارد. وجود حلال آلی در قسمت پوسته برای واکنش با فنل عبور کرده به سمت پوسته است. این عمل باعث کاهش غلظت فنل در قسمت پوسته شده و گرادیان غلظت  که نیرو محرکه انتقال جرم است را در دو طرف غشا حفظ خواهد کرد که در نتیجه به افزایش میزان حذف فنل از پساب و افزایش راندمان سیستم می انجامد. علاوه بر انتقال جرم در راستای شعاعی که به حذف فنل منجر می شود پدیده انتقال جرم در راستای حرکت توده ای سیال نیز وجود دارد. برای حرکت سیال نیز انتقال مومنتوم در جهت طول مدل ( راستای حرکت توده ای سیال ها) در نظر گرفته شده است؛ به جز بدنه غشا که در آن قسمت حرکت توده ای موجود نیست و تنها مکانیسم موجود نفوذ مولکولی است. شکل 4-1 مکانیسم جداسازی در توسط غشا را نمای می دهد.

1-1      هندسه و فیزیک مدل

به طور معمول در صنعت غشاهای هالوفایبر به گونه ای استفاده میشوند که تعداد زیادی غشا در داخل یک پوسته قرار داده میشود. به گونه ای که سیستم، مانند یک مبدل حرارتی پوسته و لوله بنظر می رسد. با این تفاوت که در اینجا بدنه لوله ها غشای متخلخل است و بنابراین علاوه بر پدیده انتقال مومنتوم در اثر حرکت جریان ها با پدیده انتقال جرم همراه هستیم.

اما مدل سازی سیستم فوق که شامل چندین غشا است، کار بسیار دشوار و زمانبری خواهد بود. علاوه بر این برای مدل سازی چنین سیستم های پیچیده ای به سوپر رایانه ها نیاز خواهیم داشت. برای حل این مشکل میتوان از نظریه جان هاپل[33] و همکارانش بهره جست. بر طبق نظربه آنان می توان یکی از غشاها را مدل سازی کرده و نتایج بدست امده از آن غشا را به کل سیستم و یا سایر غشاهای داخل پوسته نسبت داد. البته این نکته حائز اهمیت است که نظریه هاپل برای انتقال مومنتوم بیان شده و استفاده از آن در سیستم های انتقال جرم با فرضیاتی همراه است به به قرار زیر میباشد.

• غشاهای درون پوسته در چیدمانی تقریبا منظم قرار دارند.
• بیشترین سرعت سیال بین غشاهای در وسط بین دو غشای مجاور رخ میدهد
• علاوه بر دو شزط فوق که شروط نظزیه هاپل هستند، این فرض نیز باید اعمال شود که گرادیان های انتقال جرم و مومنتوم بر هم منطبق هستند تا بتوان از این نظریه استفاده کرد. به عبارت دیگر پرفایل تغییرات غلظت در وسط دو غشای مجاور هم به اکسترمم خود میرسد. انجام پروژه شیمی

استفاده از تئوری هاپل باعث سادگی در حل معادلات مشتقات جزئی می شود. هر گاه از این تئووری استفاده شود انگاه برای یک غشای در نظر گرفته شده، پوسته ای فرضی رسم میگردد تا مدل سازی در محدودی مشخصی ( منتهی به آن پوسته فرضی) صورت گیرد. هاپل برای تعیین اندازه شعاع این پوسته فرضی دو روش هندسی و ریاضی را پیشنهاد کرده است. روش هندسی در شکل 4-2 نشان داده شده است. مطابق این شکل برای انتخاب شعاع هاپل، بدور غشاهای مجموعه یک شش ضلعی را محیط میکنیم. سپس به دور شش ضلعی دایره ای محیط میکنیم که شش ضلعی مذکور به صورت مماس در آن محاط شود. در این صورت شعاع دایره برابر شعاع پوسته فرضی هاپل خواهد بود[34].

توجه:

• برای دانلود تحقیق مدل سازی انتقال جرم و هیدرودینامیک حذف فنل از پساب با سلول غشایی هالوفایبر با کامسول لطفا اقدام به خرید فرمایید.
• پس از خرید بلافاصله لینک دانلود فایل برای شما ایمیل خواهد شد.