بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

مدلسازی و شبیه سازی فرایند تجزیه استون به متان و کتن در راکتور پلاگ با استفاده از روش گرمایش الکترو مغناطیس به کمک نرم افزار کامسول و آموزش نرم افزار کامسول

اسلاید 2 :

امروزه یکی از وظایف مهم مهندسان شیمی سنتز مواد شیمیایی مختلف بوسیله واکنشهای مختلف شیمیایی است. فرایندهایی نظیر جداسازی ، تجزیه ، ترکیب و . مواد مختلف بوسیله با کمک دستگاه های مختلف جزء کارهای متداول مهندسان شیمی است.

واکنش تجزیه استون یکی از واکنشهایی است که محصولات آن در صنعت کاربرد فراوان دارد. متان و کتن محصولات این واکنش هستند. متان به عنوان سوخت اتومبیل استفاده میشود و در صنعت و موارد آزمایشگاهی و پتروشیمی و برای تولید برق کاربرد دارد. همچنین در کاهش اثرات تغییرات آب و هوایی از آن استفاده میشود. همچنین اتانون که سادهترین کتن است به عنوان محصول دیگر این واکنش به شمار میرود. اتانون خود بسیار فعال بوده و به عنوان ماده اولیه برای دیگر واکنشها استفاده میشود مثلا واکنش اتانون با آب محصول اسید استیک را میدهد که در صنعت بسیار کاربرد دارد.

اسلاید 3 :

در واکنش تجزیه استون چون فاز گازی وجود دارد برای انجام واکنش از راکتور پلاگ استفاده می کنیم. این واکنش نیاز به گرمای اولیه داشته و باید از یک منبع حرارتی تامین شود. ما برای اولین بار از منبع حرارتی الکترو مغناطیس به جای منبع حرارتی مرسوم دیگر استفاده کردیم. یکی از ویژگی های اصلی منبع حرارتی الکترومغناطیس پاسخ سریع آن در یک سیستم کنترلی نسبت به فرایندهای مشابه است.

فرآیند تجزیه استون با منبع حرارتی الکترومغناطیس مدلسازی و به کمک نرمافزار کامسول شبیهسازی میشود. متغیرهای این پروژه دربرگیرنده پارامترهایی مانند مقدار حرارت اعمالی در شرایط هم دما ، غیر هم دما ، آدیاباتیک و شرایط عملیاتی تجزیه مانند دما ، فشار ، غلظت ، سرعت خوراک و مقدار محصول خواهد بود.

اسلاید 4 :

•در راکتور پلاگ منبع حرارتی الکترومغناطیس در مرکز راکتور جهت گرمایش در نظر گرفته شد. جنس منبع حرارتی الکترومغناطیس مسی است و سیال حملکننده واکنشگر Carrier نیز آب است.

•برای شبیه سازی این پروژه نیاز به 5 ماژول کامسول (Laminar Flow, Heat Transfer in Fluid, Chemistry, Magnetic Fields, Transport of diluted Species ) است.

•برای ماژول Laminar Flow جریان ورودی و جریان خروجی و همچنین دیواره راکتور تعیین می شود.

•در ماژول انتقال حرارت دمای جریان ورودی سیال 800 درجه سانتیگراد خواهد بود و جریان خروجی در راکتور مشخص می شود. این در این راکتور دو منبع حرارتی موجود است:

1.گرمایش الکترومغناطیسی توسط کرهای که در مرکز راکتور قرار دارد. این ناحیه دارای انتقال حرارت در فاز جامد که به سیال برای انجام واکنش منتقل می شود.

2.گرمایش ناشی از واکنش تجزیه استون داخل راکتور

اسلاید 5 :

•در ماژول Chemistry واکنش شیمیایی درجه اول تجزیه استون به متان و کتن انجام میشود. مقدار ضریب فرکانسی و انرژی اکتیواسیون برای تعیین ثابت واکنش به ترتیب برابر 8.2 e14 و 284.5 e3 J/mol است. برای محاسبه مقدار آنتالپی واکنش نیز برای هر گونه واکنش از ضرایب NASA در کامسول استفاده کردیم.(ضرایب NASA ضرایب ثابت فیت شده هستند که برای هر ماده منحصر به فرد اند و بوسیله آنها می توان با داشتن دما مقدار آنتالپی ، گرمای ویژه و آنتروپی را محاسبه کرد.)

•در ماژول Transport of diluted Species میزان انتقال جرم گونه های مختلف واکنشگر و فراورده مورد بررسی قرار میگیرد. فرض می شود که واکنشگر (استون یا A) به صورت خالص و با غلظت وارد 1000 mol/m3 راکتور میشود. همانطور که میدانیم انتقال جرم توام با واکنش شیمیایی است که پیشتر آن را تعریف کردیم.

•در ماژول Magnetic Fields نیز فرض می شود که یک جریان 1000 آمپری در ناحیه کره مرکزی تولید میدان مغناطیسی می کند. (طبق قانون آمپر)

اسلاید 6 :

برای حل این 5 ماژول باهم نیاز به حدس اولیه است. تمام معادلات در حالات پایا حل شده اند. پس سه study برای حل مسئله تعریف می کنیم.

1.ابتدا تنها ماژول Laminar Flow را در study isothermal flow حل می کنیم. (پس برای ماژول های دیگر این study تعریف نمیشود.)

2.نتایج بدست آمده در study isothermal flow را از قسمت values of dependent variables در study دیگری که nonisothermal flow نام دارد به عنوان حدس اولیه وارد می کنیم. این study شامل ماژول Laminar Flow و Heat Transfer in Fluid است.

3.نتایج بدست آمده درstudy nonisothermal flow را از قسمت values of dependent variables درstudy دیگری که fully couple نام دارد به عنوان حدس اولیه وارد می کنیم. این study شامل تمام ماژولها است.

اسلاید 7 :

نمودار سرعت در حالت isothermal

اسلاید 8 :

نمودار سرعت در حالت nonisothermal

اسلاید 9 :

نمودار سرعت در حالت fully couple

اسلاید 10 :

نمودار دما در حالت nonisothermal

اسلاید 11 :

نمودار دما در حالت fully couple

اسلاید 12 :

نمودار تغییرات سرعت واکنش در حالت fully couple

اسلاید 13 :

نمودار تغییرات غلظت استون در حالت fully couple

اسلاید 14 :

نمودار تغییرات غلظت متان و کتن در حالت fully couple

اسلاید 15 :

نمودار میدان مغناطیسی اعمالی در حالت fully couple

اسلاید 16 :

نمودار سرعت در حالت isothermal

اسلاید 17 :

نمودار سرعت در حالت nonisothermal

اسلاید 18 :

نمودار سرعت در حالت fully couple

اسلاید 19 :

نمودار دما در حالت nonisothermal

اسلاید 20 :

نمودار دما در حالت fully couple

در متن اصلی پاورپوینت به هم ریختگی وجود ندارد. برای مطالعه بیشتر پاورپوینت آن را خریداری کنید