مدلسازي حذف آب از مخلوط آزئوتروپي آب و اتانول با استفاده از فرايند تراوش تبخيري به كمك ديناميك سيالات محاسباتي

جداسازی مخلوط های آزئوتروپی با تقطیر معمولی امكانپذیر نیست و به كمك روشهای تقطیر استخراجی، تقطیر آزئوتروپی و تقطیر فشار تناوبی نیز هزینه بر است. بدین منظور در سالهای اخیر توجه ویژهای به فرایندهای غشایی شده است. هدف از این مطالعه مدلسازی حذف آب از مخلوط آزئوتروپی آب و اتانول در فرایند غشایی تراوش تبخیری به كمك روش دینامیك سیالات محاسباتی است. بدین منظور معادلات مومنتوم و انتقال جرم با شرایط مرزی در سمت خوراك و در سمت غشا به طور همزمان توسط نرم افزار كامسول حل شدند. پس از آن تأثیر سرعت جریان خوراك، فشار خروجی، دما و ضخامت غشا روی شار انتقال جرم كل و شار انتقال آب مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان میدهد با افزایش سرعت جریان خوراك، شار كل تغییر چندانی نمیكند، در حالی كه شار انتقال آب به میزان قابل توجهی افزایش مییابد. همچنین افزایش سرعت جریان خوراك، پلاریزاسیون غلظتی را كاهش میدهد. طبق نتایج بدست آمده، افزایش فشار خروجی باعث كاهش شار انتقال جرم و افزایش دما باعث افزایش شار انتقال جرم میشود. همچنین افزایش ضخامت غشا نیز شار انتقال جرم را كاهش میدهد.

Azeotrope mixtures is not possible to be separated by the usual distillation. also Azeotrope distillation and periodic pressure distillation will not be economic by the extractive distillation methods aid. Therefore in recent years , membrane processes has been particularly considered. The purpose of this study is to model the water elimination from Azeotrope water & Ethanol mixture in pre evaporation process by using CFD. So that Momentum & Mass Transfer Equation has been simultaneously solved with considering boundary condition in side of feed, membrane by Comsoul software. Then the effect of feed flow velocity, outlet pressure, and temperature and membrane thickness is verified on total mass transfer flux and water transfer flux. The results that the total flux wonʹt substantially change by increasing feed flow velocity while considerably increasing the water transfer flux. The increase of feed flow velocity makes the concentration polarization decrease too. Thus the obtained result, increasing outlet pressure makes mass transfer flux decrease and increasing the temperature causing to increase mass transfer flux. Also increasing the membrane thickness will make mass transfer flux diminish.