آنالیز افت فشار دوفازی در آکنه‌های ساختاریافته به کمک دینامیک سیالات محاسباتی

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 استاد گروه مهندسی شیمی، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان

2 کارشناس ارشد مهندس شیمی گروه مهندسی شیمی، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان

چکیده

در آکنه‌های ساختاریافته افت فشار یکی از مهم‌ترین پارامترهای مهم در محاسبه قطر بهینه برج است. در پژوهش پیشرو افت فشار دوفازی در آکنه ساختاریافته SulzerBX توسط دینامیک سیالات محاسباتی محاسبه و با داده‌های آزمایشگاهی مقایسه شده است. درصد خطای نسبی %9/1 به‌دست‌آمده است. میزان افت فشارها در بیش‌ترین حالت 833/7 پاسکال بر متر به ترتیب در سرعت‌های گاز و مایع 0/899 و 0/0298 متر بر ثانیه و در کم‌ترین حالت، 25/1 پاسکال بر متر به ترتیب در سرعت‌های گاز و مایع 0/341 و 0/0298 متر بر ثانیه به‌دست‌آمده است. در مقایسه نتایج حاصل از افت فشار صفحات سوراخ‌دار با نتایج حاصل از افت فشار در صفحات ساده و بدون سوراخ، افت فشار در صفحات سوراخ‌دار %7 کاهش داشته است. در این پژوهش به بررسی اثر سوراخ‌های موجود بر روی صفحات آکنه بر افت فشار دوفازی پرداخته شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

CFD Analysis of two-phase pressure drop in structured pakings

نویسندگان [English]

  • Mortaza Zivdar 1
  • Ali Shahmohammadi 2
1 Professor of Chemical Engineering, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan
2 Department of Chemical Engineering, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan
چکیده [English]

In structured packings, the pressure drop is one of the critical factors in calculating the optimal diameter of the tower. In the present research, two phase pressure drop in SulzerBX structured packing was optaincd by computational fluid dynamics and compared with experimental data. The relative error was 9.1%. Furthermore, the amount of maximum pressure drop was 833.7 Pascal per meter at gas and liquid velocities of 0.899 and 0.0298 m/s, respectively. In addition, the minimum pressure drop was 25.1 Pascal per meter at gas and liquid velocities of 0.341 and 0.0298, respectively. Compared with conventional packings the pressure drop in perforated plates illustrated a 7% reduction. This study aims to investigate the influence of packing plates holes on two phase pressure drop.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Structured Packing
  • Computational fluid dynamics
  • Pressure drop
  • Sulzer_BX
[1] Stichlmair J.G., Fair J.R., “Distillation, Design and Practice”,1998,Wiley VCH, NewYork
[2] Brunazzi E., Nardini G., Paglianti A., “Interfacial area of mellapak packing: Absorption of 1,1,1-trichloroethane by Genosorb 300, Chem.Engineering  Technology, 1995, 18, pp. 248-255
[3] Parkison G., Ondrey G., Packing towers, 1999,Chem. Eng., pp. 39-43,
[4] Brunazzi E., Paglianti A., Spiegel L., Tolaini F., Hydrodynamics of a gas-Liquid column Equipped with Mellapakplus packing, 2002 Universityof Pisa, Italy
[5] Spiegel L., Meier W., AIChE Spring National Meeting, 1994, Paper 91C
[6] Brunazzi E., Paglianti A., AIChE J., 43, pp. 317-327, 1997
[7] Mazarei Sotoodeh M,. Zivdar M,. Rahimi R, CFD modeling of multiphase flow in reactive distillationColumn, Chemical Engineering and Processing, 2018.
[8] Sacher J.,Repk J., Development of a mesoscale model for the gasphase fluid dynamics in  structured packings basedon fundamental experiments and CFD investigations, Chemical Engineering Research and Design, 2019, 147 , 430–442.
[9] Hassanvand A.,Esmaeili-Faraj S,H., Moghaddam M,S,.Moradi R., Characterization of New Structured Packing by using of computational fluid dynamics, 2020, Chemical Engineering & Technology
[10] Miramontes E., Additively manufactured packed bed device for process intensification of CO2 absorption and other chemical processes. Chemical Engineering Journal, . 2020, 388: p. 124092
[11] Sun B., Hydrodynamics of a novel 3D printed structured packing–SpiroPak. Chemical Engineering and Processing-Process Intensification. , 2021. 167: p. 108533
[12] شجاعی، سعید. زیودار، مرتضی. محاسبه افت فشار خشک در آکنه‌های ساختاریافته توسط آنالیز CFD، 1385، کنگره ملی دانشجویی مهندسی شیمی، دانشگاه رازی کرمانشاه
[13] Zivdar. M, Distillation for Food Flavour Separation, Ph.D. Thesis, 1998, The University of Sydney.
[14] https://koch-glitsch.com