منابع و ماخذ پایان نامه جریان، دبی، هوای

که سبب دلگرمی ام هستند و دعای خیرشان بدرقه راهم بوده و هست.
سپاسگزاری
نخستین سپاس و ستایش از آن خداوندی است که بنده کوچکش را در دریای بیکران اندیشه، قطرهای ساخت تا وسعت آن را از دریچه اندیشههای ناب آموزگارانی بزرگ به تماشا نشیند. لذا اکنون که در سایه سار بنده نوازی هایش پایان نامه حاضر به انجام رسیده است، بر خود لازم میدانم تا مراتب سپاس را از بزرگوارانی به جا آورم که اگر دست یاریگرشان نبود، هرگز این پایان نامه به انجام نمیرسید.
ابتدا از استاد گرانقدرم جناب آقای دکتر پیمان کشاورز، که خود باوری را در من پروراندند و همواره راهنما و راهگشای بنده در اتمام و اکمال این پایان نامه بوده اند، کمال سپاس را دارم.
با تشکر و سپاسگذاری از زحمات بی دریغ استاد عالی قدر جناب آقای دکترسید شهاب الدین آیت اللهی که من را راهنمایی کرد.
از استادان عالی قدرم جناب آقای دکتر نصیر مهرانبد و جناب آقای دکتر عبدالمحمد علمداری که زحمت مشاوره این پایان نامه را متحمل شدند، صمیمانه تشکر میکنم.
از دوستان ارجمندم سرکار خانم مهندس سارا معصومی و جناب آقای مهندس علی گلخوار و دیگر دوستانی که مرا در انجام این تحقیق یاری نمودند، قدردانی و تشکر مینمایم.
با تشکر از کارکنان محترم بخش، جناب آقای مهندس همتیان، سرکار خانم مهندس کیانی، سرکار خانم مرآتیان و سرکار خانم برآهویی که در این پژوهش مرا یاری کردند.
سپاس آخر را به مهربانترین همراهان زندگیم، به پدر، مادر و همسر عزیزم تقدیم میکنم که حضورشان در فضای زندگیم مصداق بی ریای سخاوت بوده است.
چکیده
بررسی آزمایشگاهی رطوبت زدایی از گاز با استفاده از محلول تری اتیلن گلایکول در تماسدهنده های غشای الیاف توخالی
به کوشش
آرش فخارنژاد
در این مطالعه، در جهت رطوبت زدایی از گاز توسط حلال جاذب تری اتیلن گلایکول (TEG) ، از دو تماس دهنده غشائی الیاف توخالی با جنسهای مختلف الیاف پلی وینلیدن فلوراید (PVDF) و پلی پروپیلن (PP) استفاده گردیده است. هوای محیط به عنوان نمونه گاز، پس از عبور از مرطوب ساز از قسمت پوسته وارد تماس دهنده غشائی می شود و در تماس با محلول تری اتیلن گلایکول که درون الیافها جریان دارد، قرار میگیرد. اثر درصد رطوبت نسبی هوای ورودی، غلظت محلول تری اتیلن گلایکول ورودی، دبیهای متفاوت گاز و مایع و جهت جریان بر بازده رطوبت زدایی و شار انتقال جرم بخارات آب، مورد بررسی قرار گرفت. جهت شبیه سازی تماس دهندههای غشائی از نرم افزار شبیه ساز کامسول (Comsol) با در نظر گرفتن فرض هپل (Happel) برای فاز گاز استفاده گردید. همچنین از یک مدل ریاضی با در نظر گرفتن فرض پلاگ (Plug) برای فاز گاز، جهت شبیه سازی تماس دهنده غشائی استفاده شد. معادلات دیفرانسیل مربوط به مدل ریاضی توسط یک تکنیک عددی توسط کد نویسی با نرم افزار متلب (Matlab) حل شدند. نتایج حاصل از شبیه سازی با دادههای آزمایشگاهی از تطابق خوبی برخوردار بودند. نتایج نشان دادند که تماس دهندههای غشای الیاف توخالی در جداسازی بخارات آب از جریان گاز میتوانند بسیار موثر باشند. دبی جریان گاز اثر قابل ملاحظهای بر میزان بازده و دمای نقطه شبنم جریان هوای خروجی دارد. همچنین مشاهده شد تغییرات دبی مایع اثر چندانی بر بازده و شار انتقال جرم ندارد که بیان گر این موضوع است که، مقاومت انتقال جرم در فاز مایع نیست. برای تماس دهندههای غشائی مشاهده شد میزان جداسازی بخارات آب برای حالت جریان ناهمسو نسبت به جریان همسو افزایش مییابد.
واژگان کلیدی:
رطوبت زدایی، تری اتیلن گلایکول، غشاء الیاف توخالی، پلی وینلیدن فلوراید، پلی پروپیلن، کامسول
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول: مقدمه 2
1-1- گاز طبیعی و رطوبت زدایی از آن 2
1-2- مشکلات ناشی از حضور بخارات آب در گاز طبیعی 3
1-3- انواع روشهای نم زدایی از گاز طبیعی 3
1-3-1- جذب در مایع بوسیله مایعات جاذب رطوبت 4
1-3-2- جذب آب توسط مواد جامد جاذب رطوبت 7
1-3-2-1- سیلیکاژل 10
1-3-2-2- موبیل سوربید 10
1-3-2-3- آلومینای فعال 11
1-3-2-4- بوکسیت فعال 11
1-3-2-5- غربال مولکولی 12
1-2- فرآیندهای غشائی 16
1-2-1- معرفی تکنولوژی غشاء 16
1-2-2- مکانیسم جداسازی غشائی 17
1-2-3- تقسیم بندی غشاءها 18
1-2-3-1- تقسیم بندی بر اساس جنس غشاء 18
1-2-3-2- تقسیم بندی بر اساس ساختار غشاء 22
1-2-3-3- تقسیم بندی براساس شکل هندسی غشاء 23
فصل دوم: مروری بر تحقیقات گذشته 28
2-1- تاریخچه استفاده از روشهای متداول برای رطوبت زدایی از گاز با استفاده از مایعات جاذب 28
2-2- تاریخچه استفاده از غشای الیاف تو خالی برای رطوبت زدایی از گاز 30
فصل سوم: روش انجام کار 33
3-1- روش انجام آزمایشات 33
3-1-1- مایع جاذب رطوبت 33
3-1-2- آزمایشات 35
3-1-2-1- شرح واحد آزمایشگاهی رطوبتزدایی از هوا 35
3-1-2-2- شرح انجام آزمایش 42
3-1-3- استخراج نتایج 44
3-2- روش شبیه سازی با استفاده از نرم افزار COMSOL 45
3-2-1- معادلات حاکم 47
3-2-1-1- معادلات غلظت در درون الیاف غشائی (فاز مایع) 48
3-2-1-2- معادلات غلظت در غشاء 50
3-2-1-3- معادلات غلظت در پوسته (فاز گاز) 50
3-2-2- حلالیت بخار آب در محلول تری اتیلن گلایکول 52
3-2-3- ضرایب نفوذ آب 55
3-2-3-1- ضریب نفوذ آب در هوا 55
3-2-3-2- ضریب نفوذ آب در محلول تری اتیلن گلایکول 55
3-2-3-3- ضریب نفوذ آب در غشاء در حالت کاملاً خشک 56
3-2-3-4- ضریب نفوذ آب در غشاء در حالت تر شوندگی کامل 57
3-2-4- حل عددی معادلات شبیه سازی 58
3-3- روش مدل سازی با استفاده فرض پلاگ 59
3-3-1- معادلات حاکم 59
3-3-1-1- معادله غلظت در درون الیاف غشائی (فاز مایع) 59
3-3-1-2- معادلات غلظت در غشاء 61
3-3-1-3- معادلات غلظت در پوسته (فاز گاز) 61
3-3-2- حل عددی معادلات 62
فصل چهارم: بحث و نتایج 65
4-1- معرفی پارامترهای مورد بررسی در فرآیند جذب بخارات آب و بررسی تأثیر آنها 66
4-1-1- تأثیر درصد رطوبت نسبی هوای ورودی 66
4-1-1-1- اثر درصد رطوبت نسبی هوای ورودی بر بازده حذف بخارات آب و دمای نقطه شبنم هوای خروجی 66
4-1-1-2- اثر درصد رطوبت نسبی هوای ورودی بر میزان شار انتقال جرم بخار آب 69
4-1-2- تأثیر دبی جریان هوا 71
4-1-2-1- اثر دبی جریان هوا بر بازده حذف بخارات آب و دمای نقطه شبنم هوای خروجی 71
4-1-2-2- اثر دبی جریان هوا بر میزان شار انتقال جرم بخار آب 73
4-1-3- تأثیر دبی جریان مایع 75
4-1-3-1- اثر دبی جریان مایع بر بازده حذف بخارات آب و دمای نقطه شبنم هوای خروجی 75
4-1-3-2- اثر دبی جریان هوا بر میزان شار انتقال جرم بخار آب 76
4-1-4- تأثیر غلظت تری اتیلن گلایکول 78
4-1-4-1- اثر غلظت تری اتیلن گلایکول بر بازده حذف بخارات آب و دمای نقطه شبنم هوای خروجی 78
4-1-4-2- اثر غلظت تری اتیلن گلایکول بر میزان شار انتقال جرم بخار آب 80
4-1-5- تأثیر جهت جریان 81
4-1-5-1- اثر جهت جریان بر بازده حذف بخارات آب 82
4-1-5-2- اثر جهت جریان بر دمای نقطه شبنم هوای خروجی 83
فصل پنجم: نتیجهگیری و پیشنهادات 85
5-1- نتیجه گیری 85
5-2- پیشنهادات 86
فهرست جدول ها
عنوان صفحه
جدول 1- 1: مشخصات انواع گلایکول ها 6
جدول 1- 2: مقایسه ظرفیت جذب انواع مواد خشک کننده در برابر هوای مرطوب 11
جدول 1- 3: خواص انواع غربال های مولکولی 14
جدول 1- 4: خواص فیزیکی انواع مواد خشک کننده تجاری 15
جدول 1- 5: مقایسه انواع مختلفی از غشاءها 23
جدول 3- 1: ویژگیهای تری اتیلن گلایکول شرکت فرسا شیمی 34
جدول 3- 2: چگالی و لزجت تری اتیلن گلایکول در دمای اتاق 34
جدول 3- 3: مشخصات تماس دهندههای غشائی 39
جدول 3- 4: ضرایب رابطه ناکانیشی برای محاسبه ضریب نفوذ در مایعات 56
فهرست شکل ها
عنوان صفحه
شکل 1- 1: گازهای سریع و کند بر اساس مقاومت در برابر حرکتشان 17
شکل 1- 2: عملکرد غشاء مایع 19
شکل 1- 3: غشاء سرامیکی 21
شکل 1- 4: غشاء فلزی 22
شکل 1- 5: نمونه ای از مدولهای غشائی 24
شکل 1- 6: نمائی از ماژول غشای الیاف تو خالی 26
شکل 3- 1: شماتیک فرآیندی رطوبت زدایی از گاز با استفاده از محلول تری اتیلن گلایکول، در تماس دهنده غشای الیاف توخالی 36
شکل 3- 2: کمپرسور هوا 37
شکل 3- 3: مرطوب ساز 37
شکل 3- 4: (a) ماژول شماره 1 (b) ماژول شماره 2 39
شکل 3- 5: رطوبت سنج دیجیتالی مدل TH-300 40
شکل 3- 6: پمپ گردش سیال جاذب 41
شکل 3- 7: خطی سازی نمودار دبی تری اتیلن گلایکول در مقابل دور موتور 41
شکل 3- 8: روند به حالت پایا رسیدن سیستم 43
شکل 3- 9: جریان موازی در تماس دهنده غشائی الیاف توخالی 46
شکل 3- 10: (1) حالت تر شوندگی کامل غشاء (2) حالت کاملاً خشک غشاء 46
شکل 3- 11: سطح مقطع تماس دهنده غشائی الیاف توخالی و تقریب به صورت سطح مقطع دایره ای شکل 47
شکل 3- 12: نواحی مختلف تماس دهنده در شبیه سازی 51
شکل 3- 13: ضریب نفوذ برای مخلوط دو جزئی بخار آب و هوا 55
شکل 3- 14: مشبندی جهت حل با استفاده از روش المان محدود 58
شکل 3- 15: الگوریتم حل برنامه 63
شکل 4- 1: اثر درصد رطوبت نسبی هوای ورودی بر بازده (ماژول (1)، دمای محیط، فشار اتمسفریک، دبی جریان گاز :1000 میلی لیتر بر دقیقه، دبی جریان مایع: 9 میلی لیتر بر دقیقه) 67
شکل 4- 2: اثر درصد رطوبت نسبی هوای ورودی بر بازده (ماژول (2)، دمای محیط، فشار اتمسفریک، دبی جریان گاز :1000 میلی لیتر بر دقیقه، دبی جریان مایع: 9 میلی لیتر بر دقیقه) 67
شکل 4- 3: تغییرات دمای نقطه شبنم هوای خروجی با درصد رطوبت نسبی هوای ورودی (ماژول (1)، دمای محیط، فشار اتمسفریک، دبی جریان گاز :1000 میلی لیتر بر دقیقه، دبی جریان مایع: 9 میلی لیتر بر دقیقه) 68
شکل 4- 4: تغییرات دمای نقطه شبنم هوای خروجی با درصد رطوبت نسبی هوای ورودی (ماژول (2)، دمای محیط، فشار اتمسفریک، دبی جریان گاز :1000 میلی لیتر بر دقیقه، دبی جریان مایع: 9 میلی لیتر بر دقیقه) 69
شکل 4- 5: اثر درصد رطوبت نسبی هوای ورودی بر میزان شار انتقال جرم بخار آب (ماژول (1)، دمای محیط، فشار اتمسفریک، دبی جریان گاز :1000 میلی لیتر بر دقیقه، دبی جریان مایع: 9 میلی لیتر بر دقیقه) 70
شکل 4- 6: اثر درصد رطوبت نسبی هوای ورودی بر میزان شار انتقال جرم بخار آب (ماژول (1)، دمای محیط، فشار اتمسفریک، دبی جریان گاز :1000 میلی لیتر بر دقیقه، دبی جریان مایع: 9 میلی لیتر بر دقیقه) 71
شکل 4- 7: اثر دبی جریان گاز بر بازده و دمای نقطه شبنم هوای خروجی ( ماژول (1)، دمای محیط، فشار اتمسفریک، دمای نقطه شبنم هوای ورودی: 24 درجه سانتی گراد، دبی جریان مایع: 9 میلی لیتر بر دقیقه ) 72
شکل 4- 8: اثر دبی جریان گاز بر بازده و دمای نقطه شبنم هوای خروجی ( ماژول (2)، دمای محیط، فشار اتمسفریک، دمای نقطه شبنم هوای ورودی: 24 درجه سانتی گراد، دبی جریان مایع: 9 میلی لیتر بر دقیقه ) 73
شکل 4- 9: اثر دبی جریان گاز بر میزان شار انتقال جرم بخار آب ( ماژول (1)، دمای محیط، فشار اتمسفریک، دمای نقطه شبنم هوای ورودی: 24 درجه سانتی گراد، دبی جریان مایع: 9 میلی لیتر بر دقیقه ) 74
شکل 4- 10: اثر دبی جریان گاز بر میزان شار انتقال جرم بخار آب ( ماژول

مطلب مرتبط :   پایان نامه درموردمقایسه، پایه، پیشنهادی،

دیدگاهتان را بنویسید