تاثیر اختلاط و حجم سیال بر تغییرات دمایی و بازدهی تبدیل انرژی در فرآیند پرتودهی فراصوت در محیط سیال
Effect of mixing and fluid volume on temperature changes and energy conversion efficiency of sonication process in fluid medium
نویسندگان :
جمشید بهین ( دانشگاه رازی ) , حسام الدین شهبازی ( دانشگاه رازی )
چکیده
به علت افزایش هزینه‌های انرژی و نیاز روزافزون به افزایش بازدهی و بهبود کارایی فرآیندها و کاهش میزان مصرف انرژی، بررسی بازده تبدیل انرژی امواج فراصوت در محیط مایع امری با اهمیت به شمار می‌آید. در این پژوهش از نرم‌افزار مولتی فیزیک COMSOL به‌منظور بررسی اثر هندسه ظرف و حجم مایع و همچنین تعداد پراب به صورت جداگانه و همزمان بر میزان بازدهی تبدیل انرژی فراصوت انتقالی توسط مبدل به محیط مایع به انرژی گرمایی در طی فرایند پرتودهی صوتی سیال استفاده شده است. یک پراب فراصوت با فرکانس ثابت kHz 24 و دامنه mµ 12، امواج فراصوت را به درون یک ظرف با هندسه مکعب مربع به ضلع cm 63/10 حاوی ml 1200 آب منتشر می‌کند. خروجی شبیه‌سازی با یک مدل آزمایشگاهی اعتبارسنجی و سازگاری خوبی مشاهده شد. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش حجم مایع در توان ثابت منتقل شده به سیال توسط مبدل، میزان تغییرات دمای متوسط و اتلاف گرمایی از سطح مایع کاهش می‌یابد. همچنین با افزایش فاصله پراب از دیواره تلفات انرژی ناشی از برخورد امواج با دیواره کاهش یافته و در نتیجه میزان بازدهی تبدیل انرژی افزایش می‌یابد. با افزودن تعداد پراب در حجم ثابت و در نظر گرفتن افزایش دمای متوسط سیال، چگالی و ظرفیت گرمای ویژه مایع (آب) کاهش و انتقال حرارت از سطح آزاد سیال افزایش می‌یابد که منجر به کاهش میزان بازدهی تبدیل انرژی می شود. به منظور بررسی اثر حجم سیال و تعداد پراب به صورت همزمان بر اختلاط سیال و بازدهی تبدیل انرژی، دو و سه ظرف مکعبی مشابه به یکدیگر متصل و شبیه‌سازی با فرض وجود و عدم وجود دیواره‌های میانی انجام شد. نتایج نشان می‌دهد که با حذف دیواره‌های میانی، تلافات انرژی کاهش یافته و همچنین امکان برهم نهی امواج منتشرشده توسط پراب‌ها فراهم می‌گردد که خود منجر به افزایش توان جذب شده توسط سیال و بازدهی تبدیل انرژی می‌شود.کليدواژه ها
بازدهی تبدیل انرژی، امواج فراصوت، نرم‌افزار کامسول، روش کالریمتری، کاویتاسیونکد مقاله / لینک ثابت به این مقاله
برای لینک دهی به این مقاله، می توانید از لینک زیر استفاده نمایید. این لینک همیشه ثابت است :نحوه استناد به مقاله
در صورتی که می خواهید در اثر پژوهشی خود به این مقاله ارجاع دهید، به سادگی می توانید از عبارت زیر در بخش منابع و مراجع استفاده نمایید:جمشید بهین , 1400 , تاثیر اختلاط و حجم سیال بر تغییرات دمایی و بازدهی تبدیل انرژی در فرآیند پرتودهی فراصوت در محیط سیال , دهمین کنفرانس ملی کاربرد CFD در صنایع شیمیایی و نفت
برگرفته از رویداد
دیگر مقالات این رویداد
© کلیه حقوق متعلق به دانشگاه رازی کرمانشاه می‌باشد.