%41تخفیف

دانلود پروژه:شبیه سازی سینی های دریچه ای با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی در مقیاس صنعتی

تعداد89 صفحه در فایل word

گروه: مهندسی شیمی

کارشناسی ارشد رشته:مهندسی شیمی( (M .SC

گرایش : پیشرفته

شبیه سازی سینی های دریچه ای با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی در مقیاس صنعتی

سینی های دریچه[1] ای از پرکاربردترین ابزارهای جداسازی در صنعت نفت، پتروشیمی و دیگر صنایع مرتبط  می باشند.تاکنون چندین شبیه سازی[2] دینامیک سیالات محاسباتی[3]، در زمینه این سینی ها ارائه گردیده اما تمامی این طرح ها در حالت سینی دریچه ای کاملا باز(ثابت) صورت پذیرفته که هیچ یک از آن ها نیز در مقیاس صنعتی نمی باشد.در این مطالعه،به منظور شناخت هیدرودینامیک سینی دریچه ای متحرک،عملیات دو فازی[4] آب-هوا در یک برج تقطیر به قطر 1.2 متر شامل دو سینی دریچه ای 14% و در مقیاس صنعتی مورد مطالعه قرار گرفت.سپس با نتایج حاصل،یک شبیه سازی سه بعدی[5]دو فازی در چهارچوب اولری[6] و به شکل کوپل[7]CFX-FSIصورت پذیرفت.هندسه این طرح با کمک نرم افزار Ansys Workbench طراحی و با استفاده از نرم افزار Ansys-CFX-13 شرایط فیزیکی مسئله مشخص گردید.همچنین در این فعالیت با کمک بحث تعاملات سیال و سازه و با استفاده از نرم افزار FSI،تحرک دریچه ها مورد بررسی قرار گرفت.این نرم افزار نیز زیر مجموعه ANSYS می باشد.در این طراحی برای محاسبه ضریب درگ از روابط (کریشنا و همکاران[8]1999) استفاده شد با این شرط که برای موجودی متوسط مایع به جای استفاده از رابطه (بنت[9]و همکاران 1983)، مستقیما از داده های تجربی استفاده گردیده است.ارتفاع مایع زلال،ارتفاع متوسط سرکف و موجودی مایع پارامترهای مورد بررسی در این تحقیق هستند.در این پژوهش پارامترهای هیدرودینامیکی[10] سینی دریچه ای در دو ارتفاع دریچه ها محاسبه و میزان این پارامترها با هم مقایسه گردید.مشاهده اختلاف 2 تا 10 درصد بین این دو حالت نشان داد که تحرک دریچه ها بر نتایج حاصل از طراحی موثر می باشد و متحرک فرض نمودن دریچه ها، واقعیت رفتار هیدرودینامیکی سینی دریچه ای را بهتر و دقیق تر نشان می دهد.همچنین برای بررسی اعتبار طرح،با ارائه منحنی هایی،داده های پیش بینی شده با نتایج تجربی مقایسه گردیده است.

واژگان کلیدی: سینی دریچه­ای، دینامیک سیالات محاسباتی، حرکات دریچه ها، FSI، هیدرودینامیک

 

[1]Valve Trays

[2]Simulation

[3]Computational Fluid Dynamic

[4]Phase

[5]Three Dimentional

[6]Eulerian

[7]Coupled

[8]Krishna et al Correlations

[9]Bennet et al

[10]Hydrodynamic Parameters

عنوانشماره صفحه

چکیده:…………………………………………………………………………… 1

فصلاول:مقدمه

1-1- مقدمه:……………………………………………………………………………….. 3

1-2- ضرورتانجامپروژه:……………………………………………………………. 4

1-3- ساختارپروژهونوآوری:………………………………………………………. 4

1-4- جداسازیوخالصسازی:………………………………………………………….. 5

1-5- فرآیندتقطیر:……………………………………………………………………. 5

1-6- برجتقطیرسینیدار:……………………………………………………………. 6

1-7- انواعسینیها:……………………………………………………………………. 7

1-7-1- سینیغربالی:……………………………………………………………. 8

1-7-2- سینیدریچهای:…………………………………………………………. 9

1-7-3- سینیکلاهکدار:……………………………………………………….. 11

1-8- مقایسهسینیها:………………………………………………………………… 12

1-9- طراحیسینیها:………………………………………………………………….. 13

1-10- رژیمهایجریاندرفرآیندبرخوردفازهابررویسینی:            13

فصلدوم:پیشینهتحقیق

2-1- مقدمه:……………………………………………………………………………… 17

فصلسوم:راهکارهاوروشانجامکار

3-1- بخشتجربی(صنعتی):………………………………………………………….. 27

3-1-1- مقدمه:……………………………………………………………………. 27

3-1-2- مختصریازنحوهکارکردوفرآیندحاکمبرسیستمعملیاتیبرج:       29

3-1-3- اندازهگیریارتفاعمایعزلال:………………………………… 31

3-1-4- اندازهگیریارتفاعمتوسط سرکف:………………………….. 31

3-1-5- اندازهگیریموجودیمایع:………………………………………. 31

3-2- بخششبیهسازی:………………………………………………………………….. 32

3-2-1- مقدمه:……………………………………………………………………. 32

3-2-2-معادلاتشبیهسازی:……………………………………………………. 33

3-2-3-مدلآشفتگی:……………………………………………………………….. 36

3-2-4- شبکهبندیبخش CFX:………………………………………………… 36

3-2-5-استقلالازمش:………………………………………………………………. 37

3-2-6- شرایطمرزی:……………………………………………………………. 38

3-2-7- FSI:…………………………………………………………………………. 43

فصلچهارم: نتایجپژوهش،بحثوتحلیل

4-1-مقدمه :……………………………………………………………………………… 48

4-2-ارتفاعمایعزلال:………………………………………………………………… 48

4-3-ارتفاعمتوسط سرکف:………………………………………………………….. 53

4-4- موجودیمایع:……………………………………………………………………. 57

فصلپنجم: نتیجهگیریوبیانپیشنهادات

5-1- نتیجهگیری:……………………………………………………………………… 61

5-2- چشماندازآینده:………………………………………………………………. 62

5-3- موضوعاتپیشنهادیبرایکارهایآینده:…………………………….. 62

منابع:…………………………………………………………………………………………63

پیوست ها: ………………………………………………………….……………..65

پیوست(الف):جداولدادههایتجربی……………………………………………. 66

پیوست(ج):ضمائم،علائمونشانهها………………………………………………. 70

چکیده انگلیسی:…………………………………………………………………………………………..74

عنوان انگلیسی:……………………………………………………………………………………………..75

 

فهرست شکل ها

عنوانشماره صفحه

شکل‏1‑1:برجتقطیربکاربردهشدهدرصنعت.. 3

شکل‏1‑2 :عملیاتتقطیردربرجتقطیرسینیدار.. 6

شکل‏1‑3 : شمایی از برجتقطیرهیدرودینامیکطراحیوساختهشدهدربخش تجربی   7

شکل‏1‑4 :نماییازچیدمانسینیغربالی.. 8

شکل‏1‑5 :سینیغربالی(مشبک).. 9

شکل‏1‑6 :تصویریازنوعیسینیدریچهای.. 10

شکل‏1‑7 :نمونهایازسینیهایدریچهایطرحجدید(درپوشثابت).. 10

شکل‏1‑8 :سینیکلاهکدار.. 11

شکل‏1‑9 :یکسینیدردستطراحیوساخت.. 13

شکل‏3‑1:نماییازبرجتقطیرسینیدارتحتبررسی در بخش تجربی.. 27

شکل‏3‑2 :نمایی ازدریچهنوعقفس.. 28

شکل‏3‑3 :طرحشبیهسازیشدهبااستفادهازدینامیکسیالاتمحاسباتی.. 32

شکل‏3‑4 :نماییازمحدودشدندریچههادربخشFSI 33

شکل‏3‑5 :شبکهبندیبرجتقطیرسینیداردربخشCFX.. 36

شکل‏3‑6 :نماییازورودیمایعطرحشبیهسازی.. 39

شکل‏3‑7 :نماییازخروجفازهایگازومایع.. 41

شکل‏3‑8 :منحنیتغییراتنتایجارتفاعمایعزلالدراجرایناپایایطرح.. 43

شکل‏3‑9 :شبکهبندیدریچههاومحدودکنندههادربخشFSI 45

شکل‏4‑1 :کسرحجمیمایعدردبیمایعm3/s0.015043283 QL=و0.481754523 =FSدرصفحهمرکزیگازدرارتفاع 0.005 متردریچهها.. 48

شکل‏4‑2 :کانتورکسرحجمیمایعدردبیمایعm3/s0.015043283 QL=و0.481754523 =FSدرصفحهمرکزیگازدرارتفاع 0.005 متردریچهها.. 49

شکل‏4‑3 :پروفایلسرعتمایعدردبیمایعm3/s0.015043283 QL=و0.481754523 =FSدرصفحهمرکزیطرحدرارتفاع 0.005 متردریچهها.. 49

شکل‏4‑4 :تغییراتارتفاعمایعزلالدرشرایطQL=0.006061667 m3/s. 50

شکل‏4‑5 :تغییراتارتفاعمایعزلالدرشرایط QL=0.00899969 m3/s. 51

شکل‏4‑6: پروفایلسرعتگازدردبیمایعm3/s0.012191417 QL=و0.907695072 =FSدرصفحهمرکزیطرحدرارتفاع 0.005 متردریچهها.. 51

شکل‏4‑7 :تغییراتارتفاعمایعزلالدرشرایط QL=0.012191417 m3/s. 52

شکل‏4‑8 :تغییراتارتفاعمایعزلالدرشرایط QL=0.015043283 m3/s. 52

شکل‏4‑9 :کسرحجمیمایعدردبیمایع0.00899969 m3/s QL=و1.362607562 =FSدرصفحهمرکزیگازدرارتفاع 0.0125 متردریچهها.. 53

شکل‏4‑10 :کانتورکسرحجمیمایعدردبیمایع0.00899969 m3/s QL=و1.362607562 =FSدرصفحهمرکزیگازدرارتفاع 0.0125 متردریچهها.. 53

شکل‏4‑11 :تغییراتارتفاعمتوسط سرکفدرشرایطQL=0.006061667 m3/s. 54

شکل‏4‑12 :تغییراتارتفاعمتوسط سرکفدرشرایط QL=0.00899969 m3/s. 55

شکل‏4‑13:پروفایلسرعتگازدردبیمایعm3/s0.012191417 QL=و0.907695072 =FSدرصفحهمرکزیطرحدرارتفاع 0.005 متردریچهها.. 55

شکل‏4‑14 :تغییراتارتفاعمتوسط سرکفدرشرایط QL=0.012191417 m3/s. 56

شکل‏4‑15 :تغییراتارتفاعمتوسط سرکفدرشرایط QL=0.015043283 m3/s. 56

شکل‏4‑16 :تغییراتموجودیمایعدرشرایطQL=0.006061667 m3/s. 57

شکل‏4‑17 :تغییراتموجودیمایعدرشرایط QL=0.00899969 m3/s. 58

شکل‏4‑18:کانتورتوزیعجریانمایعبررویسینی.. 58

شکل‏4‑19 :تغییراتموجودیمایعدرشرایط QL=0.012191417 m3/s. 59

شکل‏4‑20 :تغییراتموجودیمایعدرشرایط QL=0.015043283 m3/s. 59

 

 

 

 

 

فهرست جدول ها

عنوانشماره صفحه

جدول‏3‑1:مشخصاتسینیدریچهایموردنظردربخش تجربی.. 28

جدول‏3‑2:محدودهدبیگازومایع.. 30

جدول‏3‑3 :مقایسهنتایجارتفاعمایعزلالدرچهارعددمش.. 37

جدول‏الف‑1 :دادههایارتفاعمایعزلالتجربیوشبیهسازی.. 67

جدول‏الف‑2 :دادههایارتفاعمتوسط سرکفتجربیوشبیهسازی.. 68

جدول‏الف‑3 :دادههایموجودیمایعتجربیوشبیهسازی.. 69

 

 

 

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo