مهندس امیر حیدری (دانشجوی دوره دکتری مهندسی ‌شیمی)، سوم تیرماه 1393، از رساله خود با عنوان «شبیه‌سازی CFD انتقال حرارت جریان دوفازی واکنش دار راکتور بستر قطره‌ای (TBR) سولفورزدایی» دفاع می کند.
چکیده این رساله که راهنمایی آن را دکتر سید حسن هاشم‌آبادی بر عهده دارد، به شرح زیر است.
چکیده
در این تحقیق، با توسعه ضریب انتقال حرارت بین فازی گاز-مایع در رژیم جریانی راکتور بستر قطره‌ای (TBR)، عملکرد راکتور بستر قطره‌ای سولفورزدایی (HDS) به کمک روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) مورد مطالعه قرار گرفته است. تحقیقات پیشین نشان می‌دهد که در مدل‌سازی وشبیه‌سازی راکتورهای بستر قطره‌ای واکنش‌دار، مسئله انتقال حرارت بین فازی گاز-مایع مورد مطالعه و بررسی قرار نگرفته است، در حالی که با توجه به سطح تماس بالای فاز گاز و مایع در این دسته از راکتورها انتقال حرارت بین فازی بر رفتار هیدرودینامیکی و میزان تبدیل راکتور تأثیرگذار می‌باشد. به منظور بررسی اثر پارامترهای عملیاتی بر رفتار انتقال حرارت بین فازی گاز-مایع در راکتور، دو مدل مقیاس کوچک (مدل ساده شده فضای متخلخل بستر) و مقیاس میانی (چیدمان ذرات کاتالیست سه‌پر، استوانه‌ای و کروی و شبیه‌سازی بر اساس دیدگاهVOF ) ارائه شده است. بر اساس نتایج مدل مقیاس کوچک، رابطه انتقال حرارت بین فازی گاز-مایع در رژیم جریانی راکتور بستر قطره‌ای به صورت ارائه گردید. همچنین، روابط استفاده شده در شبیه‌سازی مدل مقیاس میانی به صورت آزمایشگاهی اعتبار سنجی شدند که خطای نسبی 2/15 درصد بین نتایج عددی و آزمایشگاهی حاصل گردید.
در شبیه‌سازی CFD راکتور بر اساس دیدگاه چندفازی اولری-اولری، اثر تر شوندگی جزئی کاتالیست‌ها (بستر نیمه مرطوب) بر بازدهی راکتور مورد مطالعه قرار گرفت و سینتیک واکنش‌های سولفور و آروماتیک‌زدایی بر اساس مقایسه با نتایج آزمایشگاهی گزارش شده در منابع بهینه گردیدند. نتایج نشان دهنده تأثیر قابل توجه اثر تر شوندگی بر میزان تبدیل مواد راکتور می‌باشد به طوری که در بستر نیمه مرطوب میزان خطای نسبی 6/1 درصد میان نتایج عددی و داده‌های آزمایشگاهی حاصل شد، در حالی که در شرایط بستر کاملاً مرطوب میزان خطای نسبی به 13درصد افزایش یافت. در پایان، عملکرد راکتور سولفورزدایی بر اساس اعمال رابطه انتقال حرارت توسعه داده شده و اثر ترشوندگی، به کمک روش CFD مورد بررسی قرار گرفت. همچنین، سینتیک واکنش‌ها در راکتور غیر هم‌دما بر اساس شرایط دمایی راکتور مجدداً بهینه گردیدند. در شبیه‌سازی راکتور غیرهمدما، خطای نسبی 6 درصد بین نتایج عددی و آزمایشگاهی گزارش شده حاصل گردید. همچنین نشان داده شد که نادیده گرفتن اثر انتقال حرارت بین فازی گاز-مایع باعث افزایش خطای نتایج به میزان 5 درصد می‌گردد و توزیع دمایی درون راکتور و مکان تشکیل نواحی داغ را به شدت تحت تأثیر قرار می‌دهد.
واژه‌های کلیدی: انتقال حرارت بین فازی، راکتور بستر قطره‌ای، مقیاس کوچک و میانی، شبیه‌سازی C‏FD ، سولفورزدایی ، ترشوندگی بستر