متن کامل خبر


 
جلسه دفاع : سجاد عسکری - مهندسي نفت

خلاصه خبر: جلسه دفاع از پایان نامه

عنوان پایان نامه :  مدلسازی و شبیه¬سازی فرآیند ذخیره¬سازی گاز طبیعی در نانوذرات
 

  • ارائه  کننده: سجاد عسکری
     
  •   استاد راهنما: دکتر آرزو جعفری
     
  •   استاد ناظر خارجی: دکتر محمد کاظمینی (دانشگاه صنعتی شریف)
     
  •   استاد ناظر داخلی: دکتر امیرحسین سعیدی دهاقانی
     
  •   استاد مشاور: دکتر مهرداد منطقیان
     
  • مکان: دانشکده مهندسی شیمی، کلاس 116
     
  •   تاریخ: 1395/11/12
     
  •  ساعت: 16:15


 چکیده

در این پژوهش مدل‌سازی و شبیه¬سازی فرآیند ذخیره¬سازی گاز طبیعی در نانو ذرات بررسی‌شده است. مخازن گاز طبیعی فشرده‌شده (CNG) کاربرد زیادی در صنعت خودروسازی دارند. فشار بالای این فرآیند باعث طراحی و ساخت مخازن با استحکام بالا می¬گردد که علاوه برافزایش وزن مخزن، هزینه ساخت نیز افزایش می¬یابد. همچنین این فرآیند از نظر ایمنی در گروه¬های خطرناک با ریسک بالا قرار می¬گیرد. برای غلبه بر مشکلات CNG، ذخیره¬سازی گاز طبیعی جذب‌شده (ANG) مطرح گردید که جاذب¬هایی نظیر کربن فعال، نقش اساسی در این روش را ایفا می¬کنند. این روش مقرون‌به‌صرفه نیست اما ازلحاظ ایمنی نسبتاً دارای عملکرد مطلوبی می¬باشد. به‌منظور رفع این مشکل استفاده از جاذب¬های نانوذره، به ویژه نانولوله موردنظر این پژوهش می¬باشد. برای انجام مدل‌سازی در ابتدا معادلات حاکم بر سامانه به دست آمد. سپس کد نویسی آن با استفاده از نرم¬افزار متلب انجام گرفت و تأثیر عوامل مختلف نظیر قطر نانولوله، فشار بارگیری، شرط مرزی (دمای حمام آب) و میزان تخلخل بر فرآیند بررسی گردید و در ادامه شبیه¬سازی این فرآیند توسط نرم¬افزار کامسول انجام گرفت و اعتبارسنجی آن با مقایسه با داده¬های آزمایشگاهی بررسی شد که بیشترین خطای گزارش‌شده برابر با 6% می¬باشد. با توجه به نتایج به دست آمده در قسمت مدلسازی می¬توان گفت که با افزایش قطر نانولوله و افزایش فشار بارگیری، میزان جذب و ذخیره¬سازی گاز طبیعی افزایش می¬یابد؛ اما با افزایش دما میزان جذب کاهش می-یابد. با افزایش قطر نانولوله به نسبت دو برابر میزان ظرفیت جذب گاز تقریباً 45% افزایش می¬یابد و به عنوان نمونه، در زمان جذب در دمای 298 درجه کلوین ظرفیت جذب برابر با gr/gr 4945/0 می¬باشد. با افزایش دما به 320 درجه کلوین ظرفیت جذب با کاهش 22%، برابر با 3826/0 به دست می¬آید. با افزایش فشار بارگیری از 5 بار به 10 بار میزان ظرفیت جذب تقریباً 3 برابر می¬شود؛ اما با افزایش فشار بارگیری از 25 بار به 50 بار میزان ظرفیت جذب تقریباً 2 برابر می¬گردد. همچنین تغییرات تخلخل تأثیری بر میزان ظرفیت جذب بستر ندارد. با استفاده از طراحی آزمایش شرایط بهینه فرآیند به دست آمد که شرایط بهینه ترکیبی از بیشترین مقدار قطر نانولوله، فشار بارگیری و کمترین مقدار تخلخل ممکن و شرط مرزی (دمای حمام آب) در حضور نانولوله کربنی می¬باشد. با توجه به نتایج به دست آمده در قسمت شبیه¬سازی، استفاده از معادلات یک بعدی برای حل مسئله در این ابعاد کافی می¬باشد. با توجه به نتایج این پژوهش استفاده از نانولوله به‌عنوان جاذب در ANG، می¬تواند مقدار گاز ذخیره شده در مخزن را افزایش دهد.

 کلمات کلیدی

ذخیره¬سازی، مدل‌سازی، شبیه¬سازی دینامیک سیالات محاسباتی، گاز طبیعی، بستر نانولوله

 

 

10 بهمن 1395 / تعداد نمایش : 384