การศึกษารูปแบบการไหลสามวัฎภาคในถังปฎิกรณ์แบบ UASB โดยใช้วิธีการคำนวณเชิงพลศาสตร์ของไหล

Modeling Three-Phase Flow inside UASB Reactor Using Computational Fluid Dynamic

Name: จุฬารัตน์ แอตาล

keyword: ถังปฎิกรณ์แบบยูเอเอสบี

Abstract: งานวิจัยนี้นำวิธีการคำนวณเชิงพลศาสตร์ของไหลมาจำลองรูปแบบการไหลของน้ำ ก๊าซ และของแข็ง ภายในถังปฎิกรณ์ยูเอเอสบีที่มีระบบแยกสามวัฎภาคแบบทั่วไปและแบบใหม่ เพื่อศึกษาผลของอัตรา การไหลขึ้นของของเหลว อัตราการไหลขึ้นเชิงปริมาตรของก๊าซ และสัดส่วนปริมาตรของแข็งต่อ ปริมาตรของถังปฎิกรณ์ต่อการกระจายตัวของของแข็งภายในถังปฎิกรณ์ที่มีการไหลแบบสามวัฎภาค โดยการกระจายตัวของแข็งในงานวิจัยนี้ได้พิจารณาจากความถี่ของตำแหน่งที่มีของแข็งภายในถัง ปฎิกรณ์ ซึ่งการจำลองแบบของถังปฎิกรณ์ทั้งสองชนิดให้ผลการกระจายตัวของของแข็งภายในถัง ปฎิกรณ์ที่คล้ายคลึงกัน นอกจากนี้จากการตรวจสอบความแม่นยำของแบบจำลองกับการทดลองของ พลายพลและคณะ ,2549 พบว่าการกระจายตัวของของแข็งที่ได้จากแบบจำลองไม่มีความแตกต่างกับ ผลทีได้จากการทดลองที่ระดับความเชื่อมั่นร้อยละ 95 จากผลการเปรียบเทียบการจำลองแบบที่สัดส่วนปริมาตรของของแข็งต่อปริมาตรของถังปฎิกรณ์ที่ 0.05 0.10 และ0.15 อัตราการไหลขึ้นของของเหลวที่ 0.0142 0.0085 และ 0.0061 เมตรต่อชั่วโมง ในขณะที่อัตราการไหลขึ้นเชิงปริมาตรของก๊าซคงที่ที่ 10 มิลลิลิตรต่อนาที พบว่า การเปลี่ยนแปลง อัตราการไหลขึ้นของน้ำไม่มีผลต่อการกระจายตัวของของแข็งที่สัดส่วนปริมาตรของของแข็งต่อ ปริมาตรของถังเท่ากัน อีกทั้งการศึกษาผลขออัตราการไหลขึ้นเชิงปริมาตรของก๊าซที่ 10 30 และ 50 มิลลิลิตรต่อนาที และอัตราการไหลขึ้นของของเหลวที่ 0.0142 0.0085 และ 0.0061 เมตรต่อชั่วโมง ในขณะที่สัดส่วนปริมาตรของของแข็งต่อปริมาตรของถังคงที่ที่ 0.05 พบว่าการเปลี่ยนแปลงอัตราการ ไหลขึ้นเชิงปริมาตรของก๊าซไม่มีผลต่อการกระจายตัวของของแข็งที่อัตราเร็วไหวขึ้นของของเหลว เท่ากันเนื่องจากอัตราการไหลขึ้นของของเหลวและอัตราการไหลขึ้นเชิงปริมาตรของก๊าซที่ทำการ ศึกษานั้นมีปริมาณน้อยมากเมื่อเทียบกับปริมาตรของของแข็งจึงส่งผลให้มีแรงกระทำต่อของแข็งไม่ เพืยงพอที่จะทำให้ของแข็งเกิดการกระจายตัวที่แตกต่างกัน และจากการพิจารณาผลของสัดส่วนของ ปริมาตรของแข็งต่อปริมาตรของถังปฎิกรณ์พบว่าปริมาณของแข็งหลังจากการจำลองแบบน้อยกว่า ปริมาณของแข็งที่กำหนดไว้เริ่มต้นจึงไม่สามารถทำการศึกษาการกระจายตัวของของแข็งภายในถัง ปฎิกรณ์ได้

Abstract: Three-phase flow models of conventional and unconventional upflow anaerobic sludge blanket reactors were developed using the Computational Fluid Dynamic (CFD) package, CFX V.12.0 to study the effects of liquid upflow velocity (Vup), gas volumetric flow rate and volume of solid to volume of reactor (solid volume fraction) on distribution of solid inside the reactors. Solid distribution was defined as the frequency of position containing solids. The models of the two different types of Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) reactor had similar solid distribution pattern. Moreover, the models were validated with the experimental results of Plaipol et aI., [2006] using chi-square test. The simulation results well represented the experimental solid distribution at a level of confidence of 0.05%. By comparing the simulation results varying the solid volume fraction at 0.05, 0.10 and 0.15, and Vup at 0.0142, 0.0085 and 0.0061 m/hr, at constant gas volumetric flow rate of 10 ml/min, the change of Vup did not affect the distribution of solid at the equivalent solid volume fraction. In addition, when the gas volumetric flow rate was varied at 10, 30 and 50 mllmin and Vup of 0.0142, 0.0085 and 0.0061 m/hr, at constant solid volume fraction of 0.05, the results showed that the different gas volumetric flow rate did not affect the distribution of solid at the same Vup. This is because the Vup and gas volumetric flow rate were relatively low compared with the solid volume, causing an insufficient force to distribute the solid differently. For the effect of solid volume fraction, it was found that the volume of solids after simulation was lost, therefore the simulation results couldn't be used to study the effect of the distribution of solid in the reactors.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. สำนักหอสมุด.

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: จินดารัตน์ พิมพ์สมาน

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Created: 2552

Modified: 2554-03-20

Issued: 2554-03-09

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: CHE2173

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมเคมี

Grantor: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	CHE2173ab.pdf	38.8 KB	19	2024-12-16 15:20:55
2	CHE2173.pdf	2.65 MB	51	2022-02-19 17:08:17

ใช้เวลา

0.027316 วินาที