Neste-neste -uuton selkeytinaltaan vesivirtauksien numeerinen mallinnus
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
1999
Department
Major/Subject
Materiaalien valmistustekniikka
Mcode
Mak-77
Degree programme
Language
fi
Pages
68
Series
Abstract
Diplomityössä on tutkittu CFD-laskennan mahdollisuutta mallintaa VSF-uuttoprosessin selkeyttimessä tapahtuvia virtauksia sekä virtausten tasaamiseksi käytettävien rakoaitojen aiheuttamia painehäviöitä. Kirjallisuusosassa on käsitelty neste-neste -uuttoa hydrometallurgisen teollisuuden ja erityisesti kuparin erotusprosessin kannalta, jossa uuton yksikköprosessit jaetaan uuttoon, pesuun, takaisinuuttoon ja jossain tapauksessa myös regenerointiin. Hydrometallurgiassa yleisimpänä uuttolaitteena käytetään sekoitin-selkeyttimiä, joissa sekoitusreaktorissa dispergoidaan nesteet (tavallisesti orgaaninen ja vesi), minkä jälkeen faasien erottuminen tapahtuu horisontaalisessa selkeyttimessä. Työssä on tarkasteltu kirjallisuuden avulla faasien erottumiseen liittyviä ongelmia, esim. niiden väliin muodostuvaa crud-kerrosta sekä ongelmien poistamiseksi kehitettyjä uusia sekoitin-selkeyttimiä (esim. VSF-uuttotekniikka) ja selkeyttimissä käytettäviä rakoaitoja. Laskennallisessa osassa on tarkasteltu VSF-uuttolaitteistoa vastaavan pilot-laitteiston rakoaidan aiheuttamaa painehäviötä analyyttisesti ja CFX-virtauslaskentaohjelmistolla. Tarkoituksena oli selvittää, kuinka kaupallista CFD-ohjelmaa voitaisiin käyttää rakoaidan mitoituksen apuna. Tämän lisäksi pilot-laitteistolla tehtiin vesikoeajoja. Kolmen vesikoeajon videoituja virtauskuvioita verrattiin niistä CFX:llä tehtyihin vastaavien laskentamallien virtauskuvioihin. Painehäviön laskemisessa analyyttisesti ongelmaksi osoittautui paikallisvastuskertoimien määrittäminen rakoaidan geometrialle, minkä vuoksi käsinlaskettu ja CFX:llä laskettu tulos erosivat huomattavasti toisistaan. Simuloiduista virtauksista ja vesikoeajoista voitiin havaita, että selkeyttimen syöttöpäädyssä virtauskuvioissa oli pientä poikkeavuutta, mutta peräosassa CFX:n ennustama virtauskuvio vastasi hyvin koeajoja. Saatujen laskentatuloksien perusteella voidaan kuitenkin todeta, että CFX-ohjelma soveltuu kohtuullisen luotettavasti erilaisten rakoaitageometrioiden suunnitteluun ja selkeyttimen virtauskuvioiden mallintamiseen, kun laskentahila on tarpeeksi tiheä.Description
Supervisor
Jokilaakso, AriThesis advisor
Ahokainen, TapioLindell, Esa
Keywords
liquid-liquid extraction, neste-neste -uutto, mixer-settler, sekoitin-selkeytin, picket fence, rakoaita, VSF-technology, VSF-tekniikka, CFX-software, CFX-ohjelma