Μοντελοποίηση δακτυλιοειδούς φωτοκαταλυτικού αντιδραστήρα. Μελέτη της διαμόρφωσης της ροής και επίδραση στη μετατροπή αέριων ρύπων

Παπαγκίκας, Παναγιώτης; Papagkikas, Panagiotis

dc.contributor.author	Παπαγκίκας, Παναγιώτης	el
dc.contributor.author	Papagkikas, Panagiotis	en
dc.date.accessioned	2020-04-07T21:16:58Z
dc.date.available	2020-04-07T21:16:58Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/50100
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.17798
dc.rights	Default License
dc.subject	Φωτοκατάλυση	el
dc.subject	Μη ιδανική ροή	el
dc.subject	Πτητικές οργανικές ενώσεις	el
dc.subject	Αντιδραστήρες πλήρους ανάμιξης	el
dc.subject	Αντιδραστήρες εμβολικής ροής	el
dc.subject	Photocatalysis	en
dc.subject	VOCs (Volatile Organic Compounds)	en
dc.subject	Non ideal flow	en
dc.subject	Plug flow reactor (PFR)	en
dc.subject	Continuous stirred-tank reactor (CSTR)	en
dc.title	Μοντελοποίηση δακτυλιοειδούς φωτοκαταλυτικού αντιδραστήρα. Μελέτη της διαμόρφωσης της ροής και επίδραση στη μετατροπή αέριων ρύπων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μοντελοποίηση αντιδραστήρων	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-06-28
heal.abstract	Στην παρούσα εργασία μελετάται η επίδραση της ροής των αέριων ρύπων εντός ενός δακτυλιοειδούς φωτοκαταλυτικού αντιδραστήρα, αλλά και η επίδραση αυτής στην οξείδωση του n-πεντανίου (C5H12). Έγιναν ιχνηθετήσεις , που είχαν την μορφή παλμικής επιβολής προπενίου (C3H6) σε διοξείδιο του άνθρακα για την κατανόηση της διαμόρφωσης της κατανομής του ρευστού εντός του δοχείου σε πέντε παροχές 50, 75, 100, 150 & 200 mL/min. Οι επιβολές αυτές έγιναν χωρίς την παρουσία χημικής αντίδρασης και σε συνθήκες περιβάλλοντος. Βάσει αυτών έγινε προσομοίωση του μη ιδανικού αντιδραστήρα με τη βοήθεια θεωρητικών μαθηματικών μοντέλων αντιδραστήρων (Αντιδραστήρας Συνεχούς Έργου Πλήρους Ανάμιξης, Εμβολικής Ροής, Αντιδραστήρες CSTR Ίσου Όγκου στην Σειρά, Συστοιχία CSTR-PFR Μοντέλο Αξονικής Διασποράς). Συγκεκριμένα, μελετήθηκαν δύο συστήματα, στο ένα είχε αφαιρεθεί ο αντιδραστήρας, ενώ στο δεύτερο υπήρχε στη διάταξη. Για την εξαγωγή του σήματος του αντιδραστήρα χρειάστηκε η χρήση της μεθόδου της αποσυνέλιξης, ανάμεσα στα αποτελέσματα των δύο συστημάτων. Από το σήμα αυτό υπολογίστηκαν η συνάρτηση κατανομής του χρόνου παραμονής E(t), οι μέσοι χρόνοι παραμονής και οι διασπορές για κάθε παροχή. Όπως είναι αναμενόμενο, για δεδομένο όγκο στις μικρότερες παροχές ο μέσος χρόνος παραμονής είναι μικρότερος σε σχέση με τις μεγαλύτερες. Με τα παραπάνω δεδομένα, έγινε προσαρμογή στα μοντέλα Αξονικής ιασποράς, Αντιδραστήρων Πλήρους Ανάμειξης (CSTR) Ίσου Όγκου σε Σειρά και έπειτα προσομοίωση με το μοντέλο Συστοιχίας CSTR-PFR. Από αυτό προέκυψε μοντέλο που συγκλίνει σε μεγάλο βαθμό με τα πειραματικά δεδομένα της ροής. Σε επόμενο στάδιο, έγινε υπολογιστική ρευστομηχανική ροσομοίωση του αντιδραστήρα στο Comsol Multiphysics 5.2. Αρχικά υπολογίστηκαν οι αριθμοί eynolds και έπειτα εφαρμόστηκε το μοντέλο της στρωτής ροής (Laminar Flow) σε μόνιμη κατάσταση, για τις ίδιες παροχές με την προσθήκη χημικής αντίδρασης, για την οποία η κινητική είναι δεδομένη. Αυτό έγινε με σκοπό τη σύγκριση των μετατροπών της αντίδρασης από το υπολογιστικό μοντέλο με αυτές των μαθηματικών μοντέλων. Βασικό πρόβλημα που προέκυψε στη διαδικασία αυτή ήταν ότι οι μετατροπές των μοντέλων που αποτελούνται από συνδυασμό ιδανικών αντιδραστήρων έδινε ίδιες μετατροπές. Ο λόγος ήταν ο τύπος του ρυθμού της αντίδρασης. Αυτή η δυσκολία δεν εμφανίζεται σε μικρότερες αρχικές συγκεντρώσεις καθώς τα ιδανικά μοντέλα έχουν διαφορετικά αποτελέσματα μεταξύ τους στη απόδοση της χημικής αντίδρασης. Στις νέες συγκεντρώσεις λοιπόν υπολογίστηκε η νέα μετατροπή για την κάθε παροχή και προέκυψε το κατάλληλο μοντέλο προσομοίωσης τόσο της ροής όσο και του αντιδραστήρα σε περίπτωση χημικής αντίδρασης.	el
heal.advisorName	Φιλιππόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Γρηγοροπούλου, Ελένη	el
heal.committeeMemberName	Ανδρεόπουλος, Ανδρέας	el
heal.committeeMemberName	Φιλιππόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Ανάλυσης, Σχεδιασμού και Ανάπτυξης Διεργασιών και Συστημάτων (ΙΙ). Εργαστήριο Τεχνικής Χημικών Διεργασιών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	120 σ.
heal.fullTextAvailability	true