مشخصات پژوهش

عنوان	بررسی اثر نانو ذرات سیلیس با اندازه های مختلف روی هیدرودینامیک و انتقال جرم قطره های منفرد در فرآیند استخراج مایع – مایع
نوع پژوهش	پایان نامه
کلیدواژه‌ها	نانوذرات سیلیس، استخراج مایع ـ مایع، ضریب انتقال جرم، نانوسیال، حرکات براونی، مدل سازی
چکیده	در این پژوهش اثر نانوذرات سیلیس در سه بازه اندزه ی 13-10، 30-20 و 70-60 نانومتر روی هیدرودینامیک، خواص فیزیکی و انتقال جرم در ستون استخراج مایع-مایع با قطره های منفرد مورد بررسی قرار گرفته است. شش غلظت متفاوت از فاز پراکنده در بازه ی 0005/0-005/0 درصد وزنی متشکل از نانوسیال سیلیس در تولوئن-اسید استیک تهیه شد. فاز پراکنده با عبور از 5 نازل با قطرهای متفاوت قطره هایی با اندازه های مختلف ایجاد که با گذر از ستون آکنده از آب بدون یون(فاز پیوسته) انتقال جرم صورت می پذیرفت. نتایج نشان داد گرانروی و چگالی با افزایش غلظت نانوسیال افزایش می یابند و کشش سطحی با غلظت نانوسیال تقریبا ثابت می ماند. سرعت حد تجربی نیز انطباق خوبی با معادله ی گریس نشان داد. نتایج انتقال جرم حاکی از اثر مثبت حضور نانوذرات سیلیس داشته و نشان می دهد که با افزایش غلظت نانوسیال تا 003/0 درصد جرمی مقدار ضریب انتقال جرم برای هر سه اندازه از نانوذرات افزایش داشته است، که دلیل اصلی را منسوب به نانوجابجایی های ناشی از حرکات براونی نانوسیال و افزایش تلاطم داخلی قطره ها می دانیم. با افزودن بیشتر نانوذرات به سیستم شاهد یک ماکزیمم در روند تغییرات انتقال جرم و یک روند کاهشی بعد از 003/0 درصد وزنی برای هر سه اندازه هستیم. علت آن را می توان تجمع و کلوخه شدن نانوذرات دانست. همچنین شاهد بودیم که نانوذرات با کمترین اندازه پیرو حرکات براونی تشدید شده در مقایسه با نانوذرات بزرگتر، بیشترین اثر را بر افزایش سرعت انتقال جرم داشته و تبعاً نانوذرات بزرگتر بواسطه ی تجمع و کلوخه شدن با حرکات براونی محدودتر نقش کمتری در ارتقاء انتقال جرم دارند. در سیستم شیمیایی یاد شده غلظت 5 درصد وزنی اسید استیک انتخاب شد. به دلیل شیب بسیار کم منحنی تعادلی، ضریب کلی انتقال جرم برابر با ضریب انتقال جرم در فاز پراکنده می باشد. بنابراین برای محاسبه ضرایب انتقال جرم می توان از معادله نیومن استفاده کرد. برای مدلسازی این سیستم ضریب نفوذ موثر کلی بجای ضریب نفوذ مولکولی جایگزین شده اما برای یکسان سازی رابطه از یک ضریب تصحیح استفاده شد. ضریب تصحیح تجربی با داده های آزمایش محاسبه گردید و سپس با در نظر گرفتن و تاثیر دادن خواص فیزیکی فاز پیوسته و پراکنده بر انتقال جرم در قالب اعداد بدون بعد در نهایت معادله ای برای ضریب تصحیح به صورت تابعی درجه دو از عدد ری
پژوهشگران	جواد صاین (استاد راهنما)، روناک حسنی (دانشجو)