شبيه سازي CFD جداسازي غشايي مخلوط گازها با غشاء پليمري بر اساس مدل ANN ضرايب جذب و نفوذ

یك مدل تركیبی متشكل از یك مدل دو بعدی ریاضی و یك مدل تجربی برای شبیه سازی جداسازی غشایی مخلوط گازها ارائه شده است. در این مدل دینامیك سیالات محاسباتی (CFD) بكار گرفته شده تا رفتار مخلوط گازهای متان، پروپان و هیدروژن را از درون غشاء پلی دی متیلن سایلوكسان (PDMS) رابری و در دو منطقه پیش از غشاء، و بعد آن پیش بینی نماید. از شبكه عصبی برای پیش بینی میزان جذب و ضریب نفوذ هریك از اجزای گازی در غشاء استفاده شده است. بدین ترتیب شبكه عصبی (مدل تجربی) با مدل عددی (مدل ریاضی) مرتبط گردیده تا مدلی دقیق تر از مدل های ارائه شده قبلی و براساس ضریب جذب و ضریب نفوذ وابسته به غلظت اجزای گازی و فشار ارائه شود. در نهایت میزان صحت نتایج ارائه شده با نتایج آزمایشگاهی منتشر شده در مقالات سنجیده شده است.

A two-dimensional mathematical model combining by a black box model was applied for a steady state membrane gas mixture separation. A computational fluid dynamics was established to predict behaviour of gas mixture in upstream, downstream, and membrane at different operating conditions. A neural network model was also applied to assume sorption and diffusion of each component in a concentration dependant system. Neural network model connect to numerical calculation to predict sorption of each component on both sides of membrane as the composition of gases on membrane surfaces differ from initial values. As the values of component yields in membrane surfaces are unknown a repetition process was applied by trial and error to find gases compositions and therefore gases sorption in membrane. The results confirmed that there is a reasonable conformity between the predicted values for permeability, solubility, diffusivity and mole fraction in the permeate side of aforementioned components and experimental available data.