مدلسازی فرایند هیدروترمال یک ماده (فنول) در حالت فوق بحرانی

اکسایش آب فوق بحرانی یکی از جدیدترین فناوری های موجود در زمینه تصفیه پساب است. در این فناوری آب فوق بحرانی به عنوان یک حلال غیرقطبی عمل می کند. بنابراین ترکیبات آلی غیرقطبی و گازهایی مثل اکسیژن کاملا قابل امتزاج با سیال فوق بحرانی می شوند و واکنش به صورت تک فاز انجام می شود. از آنجا که در این فرایند در بسیاری از شرایط، داده های آزمایشگاهی موجود نیست و به سبب برخی محدودیت ها امکان آزمایش وجود ندارد، توسعه فناوری اکسایش آب فوق بحرانی از ابعاد پژوهشی و آزمایشگاهی به مقیاس های کاربردی بزرگتر و تجاری برای ضایعات گوناگون صنعتی و شهری در گرو پیشرفت شبیه سازی های نظری و عددی این فرایند می باشد. در این پایان نامه، یک راکتور لوله ای تصفیه پساب که حاوی آلاینده فنول است، مدل سازی گردیده است. بدین منظور، معادلات بقای جرم (پیوستگی)، بقای مومنتوم (نویر-استوکس)، بقای انرژی و بقای اجزاء شامل 7 معادله دیفرانسیل حاکم بر جریان، استخراج گردیده اند. مجموعه معادلات حاصل، به دلیل تغیـیرات شدید خواص آب فوق بحرانی به یکدیگر وابـسته بوده و به طور همزمان حل شده اند. مقایسه توزیع دمای حاصل از مدل سازی در شرایط پایا با مراجع، حاکی از دقت بالای مدل می باشد. با استفاده از مدل حاضر تاثیر تغییرات پارامترهای مختلف نظیر اثر غلظت فنول بر روی چگالی مخلوط و اثر پارامترهای سینتیکی مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین می توان اثر هرگونه تغییر مانند میزان فنول ورودی، دبی ورودی و شرایط عملیاتی را در طول راکتور تعیین نمود. دستگاه معادلات برای حالات ناپایا حل گردیده است، تا بتوان پاسخ کارکرد سیستم به تغییرات وابسته به زمان را که ممکن است ناخواسته و ناگهانی در یک راکتور رخ دهد، به دست آورد. سه مورد افزایش ناگهانی نرخ جریان جرمی ورودی هوا و جریان آلاینده و افزایش ناگهانی دمای ورودی، به عنوان نمونه مورد بررسی قرار گرفته است.