دانلود پایان نامه آماده
دانلود پایان نامه رشته شیمی اصول طراحی هیدروسیکلون های جداکننده جامد ازمایع درآب وفاضلاب با فرمت ورد و قابل ویرایش تعدادصفحات 95
پیشگفتار
گرایشی به هیدروسیکلون ها، مخصوصا در مهندسی شیمی و صنعت نفت ، به وجود آمده است که به چندین عامل بستگی دارد :
1- اطلاعات مفیدی در مورد سودمند بودن هیدر.سیکلون ها در کاربردهای خارج از کانه آرایی در مهندسی شیمی و دیگر شاخه های مهندسی کسب شده است.
2- احیاء مقوله ی هیدروسیکلون ضرورت جدیدی است که در صنعت نفت، مخصوصا در دریای شمال، به وجود آمده است . صنعت نفت برای جدا کردن گاز، ماسه یا آب از نفت یا ترجیحا تمام این مواد از هم دیگر در مرحله ی جداسازی ، به یک دستگاه کوچک ، قابل اطمینان و ساده احتیاج دارد و به نظر می رسد هیدروسیکلون ها قدرت انجام این کار را داشته باشند و گفتنی است که علاقه به هیدروسیکلون ها در این زمینه روبه افزایش است.
3- توسعه ی روز افزون هیدروسیکلون و افزایش درک عمومی از آن ها موجب شده است که امروزه این دستگاه ها بیشتر از آنچه که چنـــدین دهـــه قبل انجام می دادند کارآیی داشته باشن
مقدمه
اصول و طراحی اساسی هیدروسیکلون های رایج بیش از 10 سال قدمت دارد. ولی بعد از جنگ جهانی دوم در صنعت کاربرد قابل توجهی یافتند . این دستگاه ها نخست، در کانه آرایی و معدن کاری مورد استفاده قرار گرفتند ولی اخیرا در صنایع شیمیایی ، پتروشیمی ، تولید برقف صنعت نساجی ، صنعت فلز کاری و بسیاری صنایع دیگر به خوبی پذیرفته شده اند و کاربرد آن ها در حال گسترش است.
موارد کاربرد هیدروسیکلون عبارتند از: تصفیه ی مایع ، تغلیط گلاب ، شستشوی جامدات ، گاز زدایی مایعات ، طبقه بندی جامدات یا سنگجوری با توجه به چگالی یا شکل ذره.
هیدروسیکلون یک جدا کننده یثابت بر مبنای جدایش گریز از مرکز که در بدنه ی مخروطی ـ استوانه ای سیکلون تولید شده ، استواراست . جریان خوراک (باراولیه) که معمولا به طور مماسی وارد سیکلون شده به ته ریز و اکثر جامدات را حمل می کند یا حداقل بخش دانه درشت تر که هنوز در مقداری مایع معلق می باشند و سرریز که اکثر مایع و بعضی از جامدات دانه ریز را داراست تقسیم بندی می شود.
قطر سیکلون های انفرادی بین mm 10-5/2 متغیر است. حد جدایش اکثر جامدات بین um 250-2 متغیر است . دبی (ظرفیت) واحدهای انفرادی در بین m3h-1 7200-1/0 می باشد . افت فشارهای عملیاتی بین bar 6-34/0 تغییر می کند .
واحدهای کوچک تر معمولا نسبت به واحدهای بزرگ تر در فشار بالاتری عمل مــی کنند. غلظت جامدات ته ریــز که توسط هیدروسیکلون ها حاصل مــی شود بندرت از 50-45% حجمی با توجه به اندازه و طراحی واحد، شرایط عملیاتی و ماهیت جامداتی که جدا شده اند ، فزونی می یابد.
فصل اول:
اصول اندرکنش ذره- سیال:
در این فصل به اصول دینامیک ذره که با افزایش مقیاس هیدروسیکلون درگیر می باشند پرداخته شده است.
در این فصل ، با توجه به غلظت جامدات ، به دو بخش تقسیم می شود:
الف- هنگامی که ذرات بسیار از هم دیگــر فاصله دارنــد و هــر کدام به تنهایی رفتار
می کنند.
ب- هنگامی که غلظت بالاست اندرکنش ذره مهم می شود.
اندرکنش ذره- سیال در غلظت های کم
در غلظت های کم تر از حدود 5/0% حجمی ، ذرات انفرادی (مجزا) به طور متوسط به قدری از هم فاصله دارند که در هنگام حرکت از درون سیال ، روی هم دیگر تاثیر ندارند ؛ جدایش ذره با قرار دادن نیرویی روی ذرات، حاصل خواهد شد؛ این نیرو باعث حرکت ذرات به سطحی است که در آن جا جدا خواهند شد؛
روش مرسوم بیان نیروی کششی ، FD ، به وسیله ی فرمول نیون می باشد:
(1-1)
U سرعت نسبی بین سیال و ذره ، p چگال سیال ،A مساحت نمایان ذره( در جهت حرکت ذره ) , CD ضریب کششی (مقاومت) می باشد . برای ذرات درشتی که سریع حرکت می کنند ، نیوری کششی عمدتا به دلیل اینرسی سیال بوده و سپس CD ثابت می ماند. ذرات ریز آهسته تر حرکت می کنند و نیوری کششی به وسیله ی نیروهای ویسکوز تاثیر پذیر می شود . پس از ان ضریب کششی به عدد رینولدز ، Rep ، که جریان در اطراف ذره را مشخص می کند بستگی داشته و به وسیله ی رابطه ی زیر بیان می شود:
(1-2)
که گرانروی (ویسکوزیته) مایع و x قطر ذره می باشد.
وابسنگی ضریب کششی ، CD ، به عدد رینولدز ، Rep ، برای ذرات کروی توپر را دریک رسم تمام لگاریتمی نشان می دهد . در عدد رینولدز کم، تحت شرایط جریان آرام وقتی که نیروهای ویسکوز غالب می شوند ، CD از نظر تئوری با توجه به معادلات نویراستوکز محاسبه می شود و حل آن به قانون استوکز معروف می باشد:
(1-3)
پایان نامه رشته شیمی اصول طراحی هیدروسیکلون های جداکننده جامد ازمایع درآب وفاضلاب