مدل سازی فرایند تراوایی گاز های چند جزیی از غشاهای پلیمری شیشه ای به کمک فرمول بندی استفان-ماکسول

در بیشتر مدل های انتقال جرم در غشاها ،جریان عبوری از غشا تنها با پارامتر تراوایی به گرادیان آن جزء در غشا مرتبط می شود و آثار گرادیان جزء دوم روی جریان جزء اول نادیده گرفته می شود. در این مدل ها گزینش پذیری غشا از نسبت پارامترتراوایی دو جزء در حالت خالص با عنوان گزینش پذیری ایده ال معین می شود در حالی که انتقال جرم در حالت چند جزیی به دلیل برهمکنش بین اجزاپیچیده می شود. در این پژوهش، مدل کلی انتقال برای مخلوط گازها از غشاهای پلیمری درچهارچوب روش استفان-ماکسول برای سامانه های چند جزیی ارایه شده است که در آن اثر پذیری جریان جزیی از برهمکنش های ترمودینامیکی وسینتیکی بین اجزا به شکل جداگانه در نظر گرفته شده است. سامانه انتخاب شده برای بررسی نتایج مدل عبور گزینش پذیری مخلوط گازی CO2/CH4 از درون پلی ایمید شیشه ای است. اطلاعات تجربی مربوط به منحنی جذب همدما و تراوایی اجزای خالص CO2 و CH4 موجود درمنابع علمی برای تعیین ماتریس ضرایب ترمودینامیکی وسینتیکی در سامانه چند جزیی استفاده شد. پیش بینی مقدار تراوایی و نیز گزینش پذیری غشا نسبت به اجزای تراوا در تراوایی چند جزیی گازها به وسیله مدل توسعه یافته بیانگر توافق خوبی بین مقادیر پیش بینی شده و اطلاعات تجربی است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که برهمکنش سینتیکی درمورد انتقال مخلوط گازها در سامانه مورد بررسی اهمیت چندانی نداشته می توان از آن صرف نظر کرد. در حالی که برهمکنش ترمودینامیکی در جریان و انتقال نقش دارد،باید با استفاده از مدل ترمودینامیکی مناسب در توصیف مدل انتقال منظور شود.

Keywords:

غشا , جداسازی گازی , پلیمرهای شیشه ای , فرمول بندی استفان-ماکسول , برهمکنش ترمودینامیکی و سینتیکی