مطالعه تاثير پارامترهاي هندسي بر ميدان جريان غشاء اسمز معكوس مارپيچي

كارشناسي ‌ارشد

جداكننده‌هاي موجود در كانال تغذيه ماژول اسمزمعكوس مارپيچي باعث جدايي صفحات غشا مي‌شود. اين رشته‌ها باعث افزايش افت فشار جريان در كانال و در مقابل باعث بهبود فرآيند انتقال جرم در كانال مي‌گردند. در مطالعه حاضر ابتدا با استفاده از شبيه‌سازي ديناميك سيالات محاسباتي در يك نمونه اوليه به مطالعه ويژگي‌هاي هيدروديناميك جريان و انتقال جرم در يك كانال تغذيه پرشده با جداكننده پرداخته‌شده است. سپس با توجه به نتايج از ميان متغيرهاي مستقل سه پارامتر ورودي انتخاب و با استفاده از آن‌ها يك فضاي طراحي ايجاد گرديد. در فضاي طراحي ايجادشده با استفاده از شبيه‌سازي ديناميك سيالات محاسباتي و روش پاسخ سطحي نتايج مربوط به پارامترهاي خروجي به دست مي‌آيد. پارامترهاي ورودي شامل متوسط سرعت ورودي جريان، زاويه حمله و زاويه بين‌رشته‌اي(زاويه مش) و پارامترهاي خروجي شامل افت فشار در طول كانال، شار نفوذ آب از ديواره غشا و عبارت اثربخشي پيكربندي جداكننده‌ها (SCE) است. از فرآيند طراحي آزمايش‌ها و روش نمونه‌برداري مكعب لاتين براي نمونه‌برداري و از مدل كريگينگ براي فرآيند پاسخ سطحي و از الگوريتم ژنتيك براي پيدا كردن نقاط بهينه استفاده گرديد. آناليز حساسيت پارامترهاي ورودي بر روي عبارت SCE (به‌عنوان موثرترين پارامتر خروجي) نشان مي‌دهد كه سرعت ورودي بيشترين و زاويه حمله كمترين ميزان تاثيرگذاري را در ميان پارامترهاي ورودي دارند. نتايج بهينه‌سازي در حالت تركيبي يعني زماني كه افت فشار كمترين مقدار و شار نفوذ و عبارت اثربخشي پيكربندي جداكننده‌ها بيشترين مقدار را داشته باشند به‌صورت زاويه حمله برابر 75 درجه، زاويه بين‌رشته‌اي برابر 98/85 درجه و ميانگين سرعت ورودي جريان برابر 0428/0 متر بر ثانيه باشد. با توجه به تغيير سرعت در طول غشا كه شامل چند عنصر است مي‌توان با تغيير ساختار هندسي جداكننده در هر مرحله بيشترين مقدار بهره‌برداري را از ماژول‌هاي اسمزمعكوس به دست آورد.

192368

دانشگاه علم و صنعت ايران

تبديل انرژي

دكتر مهدي مقيمي - دكتر شهرام درخشان