روابط عمومی دانشگاه- دفاعیه های دکترا
دفاعیه دکتری در دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز

حذف تصاویر و رنگ‌ها  | تاریخ ارسال: ۱۳۹۶/۶/۷ | 
دفاعیه دکتری در دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز
   
AWT IMAGE
 
علی غفاری (دانشجوی دوره دکتری مهندسی شیمی) یازدهم شهریورماه 1396 از رساله دکتری خود با عنوان «مطالعه تجربی و شبیه سازی CFD شکست امولسیون های آب در نفت با استفاده از نانوسیالات مغناطیسی در حضور میدان مغناطیسی» دفاع می کند.
چکیده این رساله که راهنمایی آن را دکتر سیدحسن هاشم ­آبادی و مشاوره اش را دکتر منصور بزمی به عهده دارند، به شرح زیر است. ضمنا این جلسه دفاعیه ساعت 10 در کلاس 146 دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز برگزار می شود.
 
چکیده
استفاده از میدان مغناطیسی به عنوان جایگزین میدان الکتریکی برای جداسازی امولسیون­های آب در نفت با هدف افزایش راندمان جداسازی و کاهش خطراتی که در استفاده از میدان الکتریکی وجود دارد، در دهه­ های اخیر مورد توجه محققین قرار گرفته است. اگرچه اولین تحقیقات در زمینه فناوری ائتلاف مغناطیسی در دهه­ های 1960 ارائه گردیده است اما به دلیل محدودیت­ های موجود در مغناطیسه نمودن سیالات، استفاده از این فناوری در مقیاس صنعتی با چالش جدی روبه ­رو بوده است. امروزه با گسترش فناوری نانو و فراهم شدن امکان ساخت سیالات مغناطیسی با صرفه اقتصادی، زمینه برای استفاده از فناوری ائتلاف مغناطیسی بیش از پیش فراهم گردیده است. با توجه به جدید بودن موضوع و کمبود تحقیقات در زمینه استفاده از میدان مغناطیسی جهت شکست امولسیون­ها، در تحقیق حاضر به بررسی و مطالعه مکانیسم اثر میدان مغناطیسی بر شکست امولسیون­های آب در نفت پرداخته شده است. برای این منظور رفتار دینامیک قطره­ های آب که با اضافه نمودن نانوذرات مغناطیسی دارای خاصیت مغناطیسی شده­ اند، مورد بررسی تجربی و شبیه­ سازی قرار گرفتند. شکل تعادلی قطره مغناطیسی و فرایند برخورد و ائتلاف دو قطره مغناطیسی تحت تاثیر میدان مغناطیسی یکنواخت شبیه ­سازی گردید. همچنین حرکت و تغییر شکل قطره مغناطیسی در حال سقوط تحت تاثیر میدان مغناطیسی غیریکنواخت تصویربرداری شد و با نتایج شبیه­ سازی نیز مقایسه گردید. شبیه­ سازی­ها بر مبنای تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی با افزودن کدهای جدید در بستر نرم­افزار متن­باز OpenFoam صورت پذیرفت. برای شبیه­ سازی قطره­ های مغناطیسی از ترکیب معادلات مغناطیسی ماکسول و معادلات حرکت ناویر استوکس به همراه یک دیدگاه دو فازی، استفاده گردید. به منظور حذف خطاهای جریان کاذب و افزایش دقت در تعیین فصل مشترک، از ترکیب دو دیدگاه VOF و Level Set، یک دیدگاه دوفازی به نام SCLSVOF توسعه داده شد و در شبیه­ سازی­ها استفاده گردید. اثر پارامترهای مختلف نظیر شدت میدان مغناطیسی، مغناطیس­ پذیری قطره، اندازه قطره، کشش سطحی و ویسکوزیته بر شکل تعادلی قطره منفرد و همچنین بر روی سرعت برخورد و ائتلاف دو قطره مغناطیسی مورد بررسی قرار گرفتند. با استفاده از نتایج شبیه ­سازی­ها و آنالیز ابعادی، یک رابطه بی­بعد برای تخمین شکل تعادلی قطره مغناطیسی و همچنین رابط ه­ای برای تخمین زمان برخورد دو قطره تحت تاثیر میدان مغناطیسی یکنواخت ارائه گردید. تصویربرداری­های آزمایشگاهی از حرکت قطره مغناطیسی با نتایج شبیه ­سازی­ها مقایسه گردید و تطابق خوبی بین نتایج مشاهده شد. رابطه به دست آمده برای تغییر شکل قطره نشان داد که نسبت شکل تعادلی قطره با توان 6/0 از عدد باند مغناطیسی و توان 05/1 از عدد مغناطیس­ پذیری قطره، متناسب است. بررسی نتایج تصویربرداری و شبیه ­سازی­ها نشان داد که قطره­ ها در حضور میدان مغناطیسی غیریکنواخت با سرعت بیشتری در مقایسه با میدان مغناطیسی یکنواخت ته ­نشین می ­شوند. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که سرعت سقوط قطره در حضور میدان مغناطیسی غیریکنواخت تا 4 برابر نسبت به حالت بدون میدان، می­ تواند افزایش ­یابد.
واژه‌های کلیدی:ائتلاف مغناطیسی، امولسیون آب در نفت، شبیه­ سازی دوفازی، نانوسیال مغناطیسی
 
 آدرس کانال تلگرام رسمی دانشگاه: https://telegram.me/IUST_Official

 
نشانی مطلب در وبگاه روابط عمومی دانشگاه:
http://www.iust.ac.ir/find-112.14464.50480.fa.html
برگشت به اصل مطلب