بررسی اثر مدل اغتشاش بر هیدرولیک سینی غربالی

نویسندگان

علم و صنعت ایران

چکیده

برج تقطیر یکی از قدیمی ترین و مهمترین تجهیزات جداسازی است که هنوز هم برای بالا بردن عملکرد آن طراحی ها و تغییرات متنوعی در تجهیزات درونی آن صورت می گیرد. در این پژوهش به کمک دینامیک سیالات محاسباتی، هیدرولیک سینی غربالی در ابعاد آزمایشگاهی به صورت دو فازی و سه بعدی و در چارچوب اویلرین - اویرین با استفاده از نرم‌افزار FLUENT 6.3 شبیه سازی شده است. نتایج این شبیه سازی با استفاده از داده های تجربی کریشنا و همکارانش (1999) صحت سنجی شده است. سپس با استفاده از مدل های اغتشاش RSM و k-&epsilon در سه حالت Standard، Realizable و RNG نتایج هیدرولیک با یکدیگر مقایسه شده اند و نشان داده شده است که مدل RNG نسبت به سایر مدل ها ارتفاع زلال مایع کمتری را پیش بینی می کند که به نتایج تجربی نزدیک تر است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Considering the effects of turbulence models on sieve tray hydraulics

نویسندگان [English]

  • noorollah kasiri
  • Mohammad Zatkhahi
  • javad ayokpour
  • m k
چکیده [English]

Distillation Column is one of the eldest and important separation equipments which many new designs and various changes in its internals are still being made for increasing its performance. In this research with utilizing computational fluid dynamics, sieve tray hydraulics in experimental scale has been simulated in two phase and three dimensions in Eulerian frameworks by FLUENT 6.3 commercial software. And the simulation have been validated with Krishna et al. (1999) experimental and simulations results. Then simulating with RSM and k-e in three forms of Standard, Realizable and RNG turbulence models, the results have been discussed and compared and has been demonstrated that the RNG model predicts lower clear liquid height which are closer to the experimental results.

کلیدواژه‌ها [English]

  • CFD
  • Sieve Tray
  • Distillation Column
  • Turbulence models
  • RNG Model

 

 

[1] C. H. Fischer, G. L. Quarini (1998), “Three-dimensional heterogeneous modelling of distillation tray hydraulics”, AIChE annual meeting, 15-20 November 1998, Miami Beach, USA.

[2] R. Krishna, J. M. Van Baten, J. Ellenberger, A. P. HiglerI and R. Taylor. (1999).“CFD simulation of sieve tray hydrodynamics”. Institution of Chemical Engineers. Vol. 77, pp. 639-646.

[3] C. J. Liu, X. G. Yuan, K. T. Yu, X. J. Zhu (1999).  “A fluid-dynamic model for flow pattern on a distillation tray”. Chemical Engineering Science. Vol. 55, pp. 2287–2294.

[4] R. Krishna, M. I. Urseanu, J. M. van Baten, J. Ellenberger (1999). “Rise velocity of a swarm of large gas bubbles in liquids”. Chemical Engineering Science. Vol. 54, pp. 171-183.

[5] D. L. Bennett, R. Agrawal, P. J. Cook (1983). “New Pressure drop correlation for sieve tray distillation columns”. AIChE, Vol. 29, pp. 434-442.

[6] J. M. van Baten, R. Krishna (2000), “Modeling sieve tray hydraulics using computational fluid dynamics”. Chemical Engineering Research and Design. Vol. 81, pp. 27-38.

[7] G. Gesit, K. Nandakumar, K. T. Chuang(2003). “CFD Modeling of Flow Patterns and Hydraulics of Commercial-Scale Sieve Trays”. AIChE. Vol. 49, pp. 910-924.

[8] B. Solari, and R. L. Bell, fluid flow patterns and velocity distribution on commercial-scale sieve trays, AIChE j. 32 (1986) 640-64.

 [9] R. Rahimi, M. R. Rahimi, F. Shahraki, and M. Zivdar. (2006). “Efficiencies of Sieve Tray Distillation Columns by CFD Simulation”. Chemical Engineering & Technology. Vol. 29, pp. 326-335.

[10] J. G. Teleken, O. W. Leandro, I. G. B. Parisotto, C. Marangoni, A. P. Meneguelo, Ricardo, A. F. Machado, Fluid-Dynamics Study of Multiphase Flow in a Sieve Tray of a Distillation Column, 20th European Symposium on Computer Aided Process engineering –ESCAPE20 ,2010.

 [11] FLUNET 6.3.26 User guides. (2006).

[12] C. L. Bouteta, F. Larachia, N. Dromardb, O. Delsartb, D. Schweichc. (2009). “CFD simulation of bubble column flows: Investigations on turbulence models in RANS approach”. Chemical Engineering Science. Vol. 64, pp. 439