امیرحسین شعاعی مداح - دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
فرهاد خراشه - دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

پیش بینی درست ضریب نفوذ موثر در انتقال جرم از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد که در صنایع مختلف مانند داروسازی، غشاء ها و... کاربرد دارد. ضریب نفوذ موثر تابعی از مشخصات هندسی محیط متخلخل و جزء حل شده در حلال می باشد. در این پژوهش، هدف اصلی بررسی تاثیر تخلخل و شکل هندسی دانه ها بر ضریب نفوذ موثر می باشد. بدین منظور، از دینامیک سیالات محاسباتی برای شبیه سازی انتقال جرم استفاده شد. در یک هندسه دو بعدی متخلخل، معادله انتقال جرم در حالات مختلف با روش المان محدود حل گردید و ضریب نفوذ موثر بدست آمد. هندسه محاسباتی با استفاده از مش های مثلثی گسسته سازی گردید و آنالیز استقلال از مش نشان داد که نتایج بدست آمده وابسته به اندازه مش ها نیستند. با اعمال شرایط مرزی و شرط اولیه، پروفایل غلظت بدست آمد و مشاهده شد که غلظت در راستای طول هندسه افزایش می یابد. نتایج بدست آمده نشان دادند که با افزایش تخلخل، ضریب نفوذ موثر و شار متوسط در دیواره سمت راست افزایش یافته و انتقال جرم افزایش یافت. نتایج حاصله نشان می دهد که دینامیک سیالات محاسباتی می تواند ضریب نفوذ موثر را با دقت کافی پیش بینی نماید.

ضریب نفوذ موثر، انتقال جرم، محیط متخلخل، دینامیک سیالات محاسباتی، تخلخل