مدل سازي CFD پلاريزاسيون غلظتي در يك غشاء متخلخل غير متقارن

مدل سازي CFD پلاريزاسيون غلظتي در يك غشاء متخلخل غير متقارن

هدف از انجام این مطالعه، مدل سازی و شبیه سازی پدیده ی پلاریزاسیون غلظتی در یك مدول غشایی و اثر آن بر دبی و تركیب جریان تراوش یافته با استفاده از روش دینامیك سیالات محاسباتی (CFD) می‌باشد. برای این منظور، یك غشاء استات سلولز متخلخل غیر متقارن و خوراكی متشكل از دو جزء آرگون و نیتروژن در نظر گرفته شده است. مدل سازی به گونه ای انجام شده است كه هر دو جزء قادر باشند از غشاء عبور نمایند. اختلاف در تراوش پذیری اجزاء، اساس جداسازی مورد نظر می باشد. به كمك نتایج شبیه سازی انجام گرفته، پروفایل های غلظت در هر دو سمت خوراك و تراوش یافته به دست آمد. بر اساس نتایج حاصل، افزایش دبی خوراك منجر به كاهش پلاریزاسیون غلظتی می شود كه این امر افزایش دبی جریان تراوش یافته و غلظت جزء مطلوب در آن را در پی خواهد داشت.

The purpose of this study is modeling and simulation of concentration polarization phenomenon in a membrane module and investigating its effect on flow and composition of permeate stream using computational fluid dynamics (CFD) method. For this purpose, an asymmetric porous cellulose acetate membrane and a feed consists of two components, argon and nitrogen, have been considered. The modeling was done so that both components must be capable of permeating the membrane. The difference between the permeation of components is the basis of desired separation. Based on the simulation results, concentration profiles in both feed and permeate sides were determined. According to the obtained results, an increase in feed flow rate, results in concentration polarization reduction, and as a result increases the permeation flow and the concentration of the desired component in it