Investigation of the structured packing surface textures influence on CO2 absorption using openfoam

Abstract

Bu tezin amacı, OpenFOAM'ı (açık kaynaklı Hesaplamalı Akışkanlar dinamiği (HAD) yazılımı) etkin bir şekilde kullanarak, yapılandırılmış dolgu yüzeyinin CO2 absorbsiyonu üzerindeki etkisini incelemek ve yeni yüzey dokusu geliştirilme imkanı bulmaktır. Çalışma başlıca üç alana odaklanmıştır: CO2'in reaktif kütle transferini modellemek için OpenFOAM'da etkili bir yaklaşımın uygulanması, tüm kütle transferini etkileyebilecek yüzey dokusu tasarım parametrelerinin türetilmesi ve olası yeni bir yüzey tasarımının önerilmesidir. Yapılandırılmış dolgulunun HAD modellemesi üç ölçekte yürütülmektedir: küçük, orta ve büyük ölçekler.Küçük ölçekli analiz dolgunun performansında mikro ölçekli fenomenlerin etkisini belirlemek için yürütülmektedir. Mezo-ölçekli analiz genellikle Temsilci Temel Birimler (TTB) kullanarak kuru ve ıslak basınç düşüşünü inceleyerek yürütülür. Büyük ölçekli analiz tam ölçekli kolon üzerinde sıvının dağılımını kolonu gözenekli ortam olarak modelleyerek yapılır. Bu tez küçük ve mezo ölçeğe odaklanmıştır. Bu tezin özgünlüğü, etkili bir işlem sonrası işlemler için gerekli olan kullanıcı kodu geliştirerek gaz sıvı ara yüzünde kütle transferinin modellenmesi için bir akışkan formülasyonunun uygulanmasındadır. Bu tez, yapılandırılmış dolgulu kolonunun yüzey dokusunu modellemede "genlik/taban oranını <0.2" tutulmasını önermektedir. HAD kullanılarak yeni bir doku geliştirilmiş ve daha yüksek ara yüzey alanı oluşturmadaki etkinliği için deneysel olarak doğrulanmıştır. Ayrıca bu tez, ilk kez mezo-ölçekte detaylı yüzey doku geometrisi göz önüne alınarak yapılandırılmış dolgulu kolonunun basınç düşüşü analiz sonuçlarını sunmaktadır.