مطالعه عددی انتقال اجزاء حل شونده در بیوراکتور غشایی به روش اجزاء محدود

بیوراکتورهای غشایی در تولید محصولات اولیه و ثانویه متابولیکی اهمیت ویژه ای دارند. همچنین، نقش پدیده های انتقال در بازدهی و عملکرد این نوع راکتور ها بسیار حایز اهمیت می باشد. در این پژوهش، معادله انتقال جرم رسانش-هدایت با سینتیک غیر خطی به صورت بدون بعد گردید و در ادامه حل عددی آن ارایه شد. معادله بدون بعد شده، یک معادله دیفرانسیل جزیی، بیضوی، و غیر خطی می باشد که توسط روش اجزاء محدود گسسته سازی گردید. برای حل دستگاه معادلات غیر خطی بدست آمده، از روش نیوتن-رافسون با نابه جایی استفاده شد که به ازای مقادیر مختلف اندازه مش، پایدار می باشد. بعد از حل معادلات حاکم، پروفایل غلظت اجزاء حل شونده درون بیوراکتور غشایی بدست آمد. اثر دو پارامتر سرعت محوری u(0) و نسبت سرعت محوری در خروجی به ورودی ƒ مورد بررسی قرار گرفت. فهمیده شد که پس از افزایش (فرمول در متن اصلی مقاله) به (فرمول در متن اصلی مقاله) غلظت بدون بعد در طول بیوراکتور به سرعت به صفر رسید. همچنین نشان داده شد که افزایش یا کاهش ƒ تاثیری در غلظت اجزا حل شونده در انتهای بیوراکتور ندارد در حالی که نحوه تغییرات وابسته به این کمیت می باشد

کلیدواژه ها:

بیوراکتور غشایی ، الگوریتم نیوتن رافسون ، محیط متخلخل ، آنالیز عددی