دانشکده مهندسی شیمی- اخبار علمی
دفاعیه دکتری در دانشکده مهندسی شیمی ، نفت و گاز

حذف تصاویر و رنگ‌ها  | تاریخ ارسال: 1396/8/2 | 

مهندس مریم عباسی منفرد ، دانشجوی دوره دکتری مهندسی‌شیمی ، سه شنبه نهم آبان ماه 1396، از رساله خود با عنوان «بررسی تجربی و مدلسازی اثر میدان الکتریکی بر عملکرد فرآیند جداسازی غشائی امولسیون  نفت - در- آب» با راهنمایی دکتر نوراله کثیری و  دکتر تورج محمدی دفاع خواهد نمود.
چکیده
در سال­های اخیر با گسترش مطالعات مدلسازی در زمینه فرآیندهای غشائی، اطلاعات ارزشمندی در خصوص نحوه شکل­گیری لایه قطبش غلظتی و کاهش شار در طول زمان به­دست آمده است. در این میان، فرآیند جداسازی غشائی امولسیون نفت-در-آب به­دلیل اهمیت آن از منظر تصفیه آب آلوده در نواحی نفت خیز، بخش عمده­ای از توجه محققان را به خود اختصاص داده است. در این تحقیق، با تکیه بر قابلیت­های روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و به کمک نرم­افزار فلوئنت (Fluent) نسخه 15، یک مدل میکروسکوپی برای بررسی رفتار قطره نفتی توسعه یافت. این مدل با کمک اطلاعات آزمایشگاهی استخراج شده از منابع مطالعاتی، اعتبارسنجی شد. سپس با استفاده از نرم­افزار Design expert نسخه 7، به کمک روش­های طراحی آزمایش، تأثیر شرایط مختلف عملیاتی و فیزیکی بر فشار بحرانی تراوش به­عنوان معیاری از رفتار قطره، مورد مطالعه قرار گرفت. فشار بحرانی تراوش در قالب یک رابطه درجه دوم با خطای %7- در مقایسه با نتایج مدل CFD، در شرایط بهینه، بیان شد. برای کاهش پدیده گرفتگی غشا توسط قطرات نفت از قابلیت نیروی دی­الکتروفورز در دفع قطرات نفتی از سطح غشا استفاده شد. مطالعه تئوری تأثیر القای میدان از طریق توسعه مدل میکروسکوپی الکترومیکروفیلتراسیون، کارایی القای میدان الکتریکی بر بهبود فرآیند را اثبات کرد. اعتبار این مدل نیز، به­کمک اطلاعات آزمایشگاهی موجود در مراجع در خصوص فاصله تأثیرگذاری نیروی دی­الکتروفورز، تائید شد سپس برای بررسی جامع ولتاژ بحرانی با طراحی آزمایش تلفیق شد. انجام مطالعات آماری روی طراحی آزمایش منجر به رابطه درجه دوم برای جذر ولتاژ بحرانی شد که %4- خطا در حداقل ولتاژ بحرانی در مقایسه با نتایج CFD داشت. برای بررسی امکان عملیاتی شدن فرایند الکتروفیلتراسیون نفت در آب، یک سیستم آزمایشگاهی الکترومیکروفیلتراسیون بر پایه القای میدان الکتریکی متناوب (AC) طراحی و ساخته شد. این سیستم در شرایط عملیاتی معین و فقط با تغییر اختلاف پتانسیل الکتریکی، تأثیرگذاری استفاده از انرژی الکتریکی در بهبود عملکرد سیستم را به اثبات رساند. با در نظر گرفتن فشار عملیاتی، سرعت جریان خوراک، غلظت فاز نفتی و اختلاف پتانسیل الکتریکی به­عنوان متغیرهای سیستم، کمیت­های شار تراوشی در حالت پایا و مقدار درصد پس­زنی نفت از غشا به­عنوان دو پاسخ سیستم، انتخاب شدند. در نهایت تابعیت هریک از پاسخ­ها از متغیرهای سیستم، بر اساس نتایج آزمایش­ها ارائه گردید که در نقطه بهینه به­ترتیب %4/3 و %6 خطا در شار پایا و مقدار درصد پس­زنی نسبت به نتایج آزمایشگاهی داشتند.
 
واژه های کلیدی: میکروفیلتراسیون نفت-در-آب، الکتروفیلتراسیون، دی­الکتروفورز، مدلسازی رفتار تک قطره، دینامیک سیالات محاسباتی،  فشار بحرانی تراوش، ولتاژ بحرانی جدایش، طراحی آزمایش
 
نشانی مطلب در وبگاه دانشکده مهندسی شیمی:
http://idea.iust.ac.ir/find-15.5744.51232.fa.html
برگشت به اصل مطلب