بررسي جريان توربولنت همراه با انتقال حرارت ، انتقال جرم و يك واكنش شيميايي در راكتور لوله اي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان . دانشكده مهندسي شيمي

كارشناسي ارشد ( مهندسي شيمي )

در اين پايان نامه جريان مغشوش سيال در يك راكتور لوله اي به صورت دو بعدي مورد بررسي قرار گرفته است . معادلات حاكم بر جريان عبارتنداز: معادله پيوستگي ، مومنتوم ، انرژي و بقاي هر جزء كه بايستي بطور همزمان در راكتور حل شوند. براي بدست آوردن توزيع دما و غلظت در يك راكتور لوله اي ابتدا بايد معادلات پيوستگي و مومنتوم حل شوندسپس با استفاده از اين فرض كه معادلات انتقال حرارت و انتقال جرم بر معادله مومنتوم تاثير گذار نيستند ( خواص فيزيكي ثابت ) و با استفاده از توزيع سرعت بدست آمده از معادله ناوير استوكس ، معادله انرژي و غلظت حل شود. براي حل معادلات از روش متوسط گيري رينولدز و براي مدل كردن تنش رينولدز از مدل K-Eاستفاده شده است و به منظور بررسي اثرات ديوار، از تصحيح كنار ديوار استفاده شده است . معادلات ديفرانسيل حاكم با استفاده از روش حجم محدود به يك دستگاه معادلات جبري تفاضل متناهي تبديل شده و با استفاده از شبكه جابجا شده براي مولفه هاي سرعت و بكار بردن الگوريتم SIMPLECحل شده اند. نتايج بدست آمده از حل عددي معادلات در يك راكتور لوله اي و يك كانال با سطح مقطع مستطيل ، با داده هاي تجربي و حل عددي ساير محققان مقايسه شده اند كه تطابق خوبي نشان مي دهند. در هر قسمت با توجه به نمودارهاي ارائه شده ، اثر عدد رينولدز، پرانتل ، اشميت ، انرژي اكتيواسيون ، ثابت سرعت واكنش و گرماي ناشي از واكنش شيميايي بررسي شده است . وقتي كه انرژي اكتيواسيون كم باشد فرض پلاگ بودن چندان صحت ندارد و اين فرض براي گرماي واكنشهاي عادي معتبرتر است . براي انتقال حرارت از دو شرط مرزي دما ثابت و شار ثابت نيز استفاده شده است و سعي شده است تا حد امكان از بي بعدسازي در ارائه نتايج استفاده شود.

10689

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان

محسن نصر اصفهاني