پیش بینی ضخامت فیلم مایع و ضرایب انتقال جرم در برج‌های SCC به کمک آنالیز CFD

برج‌های تقطیر سینی دار از نوع مخروط چرخان (SCC) یکی از انواع برج‌های تقطیر می‌باشد که کاربرد آنها در فرآیندهای جداسازی به خصوص در صنایع غذایی بسیار رو به افزایش است. پیچیدگی هندسی، رژیم‌های جریان متفاوت و مکانیزم‌های مختلف انتقال جرم در آنها باعث شده که به کمک دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) به دنبال توسعه هرچه بیشتر و بهینه سازی این گونه برج‌ها باشیم. اکثر تحقیقات گذشته مربوط به آنالیز CFD برج‌های SCC برای سیستم آب / هوا بوده است. به همین دلیل کاربرد این نتایج برای سیستم‌های واقعی با اشکال مواجه است. در این تحقیق، پارامتر ضخامت فیلم مایع، ضرایب انتقال جرم و HETP برای یک سیستم دفع توسط بخار شامل محلول آب / اتانول در مقیاس پایلوت در برجی با قطر داخلی (Dc=۰/۳۴۷m) بررسی شده است. نتایج به دست آمده از این تحقیق نشان می‌دهد که با افزایش فاصله شعاعی از محور به تدریج از میزان ضخامت فیلم مایع کاسته می‌شود. این یافته با نتایج تجربی نیز مطابقت می‌کند. بیشترین مقدار ضخامت فیلم مایع کمتر از ۱ میلی‌متر و در نزدیکی محور می‌باشد. ضرایب انتقال جرم در فاز مایع و در فاز گازی با افزایش سرعت جریان به میزان اندکی افزایش می‌یابند و تقریباً بدون تغییر باقی می‌مانند. مقادیر متوسط این ضرایب در فاز مایع و گاز به ترتیب ۰/۰۱۹ و ۱/۴۲ (۱-S)می‌باشند. HETP با افزایش سرعت گاز افزایش یافته، که محدوده تغییرات آن بین ۰/۰۷۲ تا ۰/۲۴۶ (m) ایمنی باشد.

کلیدواژه ها:

برج سینی دار مخروطی چرخان CFD(SCC) ، ضخامت فیلم مایع ، ضرایب انتقال جرم