اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات52
تعداد شماره‌ها2,125
تعداد مقالات21,994
تعداد مشاهده مقاله94,188,141
تعداد دریافت فایل اصل مقاله28,966,917
باولی بهمئی, داود, عجب شیرچی, یحیی, عبداله‌پور, شمس اله, آبدانان مهدی زاده, سامان. (1403). بهینه‌سازی هم‌زنی در هاضم بی هوازی گاز- بالابر لجن فاضلاب شهری. سامانه مدیریت نشریات علمی, 14(1), 35-47. doi: 10.22067/jam.2023.83626.1182
داود باولی بهمئی; یحیی عجب شیرچی; شمس اله عبداله‌پور; سامان آبدانان مهدی زاده. "بهینه‌سازی هم‌زنی در هاضم بی هوازی گاز- بالابر لجن فاضلاب شهری". سامانه مدیریت نشریات علمی, 14, 1, 1403, 35-47. doi: 10.22067/jam.2023.83626.1182
باولی بهمئی, داود, عجب شیرچی, یحیی, عبداله‌پور, شمس اله, آبدانان مهدی زاده, سامان. (1403). 'بهینه‌سازی هم‌زنی در هاضم بی هوازی گاز- بالابر لجن فاضلاب شهری', سامانه مدیریت نشریات علمی, 14(1), pp. 35-47. doi: 10.22067/jam.2023.83626.1182
باولی بهمئی, داود, عجب شیرچی, یحیی, عبداله‌پور, شمس اله, آبدانان مهدی زاده, سامان. بهینه‌سازی هم‌زنی در هاضم بی هوازی گاز- بالابر لجن فاضلاب شهری. سامانه مدیریت نشریات علمی, 1403; 14(1): 35-47. doi: 10.22067/jam.2023.83626.1182

بهینه‌سازی هم‌زنی در هاضم بی هوازی گاز- بالابر لجن فاضلاب شهری

ماشین های کشاورزی
مقاله 11، دوره 14، شماره 1 - شماره پیاپی 31، فروردین 1403، صفحه 35-47    اصل مقاله (1.21 M)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی لاتین
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jam.2023.83626.1182
نویسندگان
داود باولی بهمئی1؛ یحیی عجب شیرچی2؛ شمس اله عبداله‌پور* 2؛ سامان آبدانان مهدی زاده3
1دانشجوی دکتری، گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
2گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
3گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده مهندسی زراعی و عمران روستائی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، اهواز، ایران
چکیده
این تحقیق با هدف بهینه‌سازی هم‌زنی در هاضم‌های بی‌هوازی گاز-بالابر لجن فاضلاب شهری انجام شد، زیرا هم‌زنی یکنواخت برای ارتباط مؤثر بین باکتری‌های متانوژن و مواد مغذی مهم است. نمونه‌برداری لجن فاضلاب شهری در تصفیه‌خانه غرب اهواز (چنیبه) در تابستان 1401 انجام شد. یک مدل برای شبیه‌سازی، بهینه‌سازی و تایید فرآیند شبیه‌سازی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) توسط نرم افزار ANSYS Fluent 19.0 ارائه شد. سرعت گاز ورودی به هاضم تعیین شد و یک لوله گاز- بالابر و بافل آویزان مخروطی به طرح هاضم اضافه شد. سرعت‌های مختلف گاز ورودی برای بهینه‌سازی اختلاط در هاضم مورد بررسی قرار گرفت و شاخص‌های ارزیابی مانند سرعت ذرات لجن، گرادیان سرعت ذرات لجن، انرژی جنبشی تلاطم و ویسکوزیته گردابی ذرات لجن مورد ارزیابی قرار گرفت. سرعت بهینه گاز ورودی 0.3 ms-1 تعیین شد. نتایج شبیه‌سازی با استفاده از روش سرعت‌سنجی تصویری ذرات (PIV) تایید شد و درصد همبستگی کافی بین کانتورهای CFD و PIV وجود داشت (98.8% در محل اتصال دیواره به کف هاضم). نتایج نشان داد که مدل مورداستفاده برای شبیه‌سازی، بهینه‌سازی و تأیید فرآیند شبیه‌سازی موفق بوده است و می‌توان آن را برای هاضم‌های بی‌هوازی گاز- بالابر استوانه‌ای شکل با نسبت ارتفاع به قطر 1.5، نسبت قطر لوله گاز- بالابر به قطر هاضم 0.2، نسبت ارتفاع لوله گاز- بالابر به ارتفاع سیال 0.75، فاصله بافل آویزان مخروطی از سطح سیال 0.125 برابر ارتفاع سیال و قطر بیرونی بافل به قطر هاضم 2/3 توصیه کرد.
کلیدواژه‌ها
دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)؛ سرعت‌سنجی تصویر ذرات (PIV)؛ شبیه‌سازی؛ هضم
سایر فایل های مرتبط با مقاله
مراجع
  1. ANSYS-Fluent Inc. (2008). Fluent 12.0. ANSYS-Fluent Inc, Lebanon, N.H.
  2. Baveli Bahmaei, D., Ajabshirchi, Y., Abdollah poor, Sh., & Abdanan Mehdizadeh, S. (2022). Step-by-step Simulation of Gas-lift Anaerobic Digester of Municipal Wastewater Sludge. Iranian Journal of Biosystem Engineering, 53(1), 91-108. (In Persian). https://doi.org/10.22059/ijbse.2022.328388.665428
  3. Celik, I. B., Ghia, U., Roache, P. J., Freitas, C. J., Coleman, H., & Raad, P. E. (2008). Procedure for estimation and reporting of uncertainty due to discretization in CFD applications. Journal of Fluids Engineering, 130, 078001. https://doi.org/10.1115/1.2960953
  4. Dapelo, D., Alberini, F., & Bridgeman, J. (2015). Euler-Lagrange CFD modeling of unconfined gas mixing in anaerobic digestion. Water Researches, 85, 497-511. https://doi.org/10.1016/j.watres.2015.08.042
  5. Dapelo, D., & Bridgeman, J. (2018). Euler-Lagrange Computational Fluid Dynamics simulation of a full-scale unconfined anaerobic digester for wastewater sludge treatment. Advances in Engineering Software, 117, 153-169. https://doi.org/10.1016/j.advengsoft.2017.08.009
  6. Dawkins, M. S., Cain, R., & Roberts, S. J. (2012). Optical flow, flock behavior and chicken welfare. Animal Behavior, 84(1), 219-223. https://doi.org/10.1016/j.anbehav.2012.04.036
  7. Hu, Y., Zhang, Sh., Wang, X., Peng, X., Hu, F., Wang, Ch., Wu, J., Poncin, S., & Li, H. Z. (2021). Visualization of mass transfer in mixing processes in high solid anaerobic digestion using Laser Induced Fluorescence (LIF) technique. Waste Management, 127, 121-129. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2021.04.038
  8. Karim, Kh., Varma, R., Vesvikar, M., & Al-Dahhan, M. H. (2004). Flow pattern visualization of a simulated digester. Water Research, 38(17), 3659-3670. https://doi.org/10.1016/j.watres.2004.06.009
  9. Karim, Kh., Klasson, K. T., Hoffmann, R., Drescher, S. R., DePaoli, D. W., & Al-Dahhan, M. H. (2005). Anaerobic digestion of animal waste: Effect of mixing. Bioresource Technology, 96(14), 1607-1612. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2004.12.021
  10. Karim, K., Thoma, G. J., & Al-Dahhan, M. H. (2007). Gas-lift digester configuration effects on mixing effectiveness. Water Researches, 41(14), 3051-3060. https://doi.org/10.1016/j.watres.2007.03.042
  11. McFarland, M. J. (2001). Biosolids Engineering. McGraw-Hill Education, New York.
  12. Menter, F. R. (1993). Zonal Two Equation k-cl, Turbulence Models for Aerodynamic Flows. 24th Fluid Dynamics Conference. Orlando, Florida.
  13. Meynell, P. J. (1976). Methane: Planning a Digester. London: Prism Press: 55-57.
  14. Raffel, M., Willert, C. E., & Kompenhans, J. (1998). Paeticle Image Velocimetry, A Practical Guide. Springer Verlage, first edition.
  15. Sawyer, C. N., & Grumbling, A. M. (1960). Fundamental consideration in high-rate digestion. Inc. Sewage Engineering Division. ASCE, 86-92.
  16. Stukenberg, J. R., Clark, J. H., Sandino, J., & Naydo, W. R. (1992). Egg-shaped digesters: from Germany to the U.S. Water Environment Technology, 4, 42-51.
  17. U. EPA. (1979). Process design manual for sludge treatment and disposal, Center for environmental research in formation technology transfer. pp.
  18. Varma, R., & Al-Dahhan, M. H. (2007). Effect of sparger design on hydrodynamics of a gas recirculation anaerobic bioreactor. Biotechnology Bioengineering, 98(6), 1146-1160. https://doi.org/10.1002/bit.21500
  19. Vesvikar, M. S., & Al-Dahhan, M. (2016). Hydrodynamics investigation of laboratory-scale Internal Gas-lift loop anaerobic digester using non-invasive CAPRT technique. Biomass and Bioenergy, 84, 98-106. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2015.11.014
  20. Wei, P., Uijttewaal, W., Spanjers, H., Lier, J. B., & Kreuk, M. (2023). Optimising flow and mixing in a full-scale gas-mixed anaerobic digester by integrating sludge rheological data using computational fluid dynamics. Chemical Engineering Journal, 468. https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.143647
  21. Wu, B. (2010). CFD simulation of gas and non-Newtonian fluid two-phase flow in anaerobic digesters. Water Research, 44(13), 3861-3874. https://doi.org/10.1016/j.watres.2010.04.043
  22. Wu, B. (2014). CFD simulation of gas mixing in anaerobic digesters. Computers and Electronics in Agriculture, 109, 278-286. https://doi.org/10.1016/j.compag.2014.10.007
  23. Yang, J., Yang, Y., Ji, X., Chen, Y., Guo, J., & Fang, F. (2015). Three-Dimensional Modeling of Hydrodynamics and Biokinetics in EGSB Reactor. Journal of Chemistry. https://doi.org/10.1155/2015/635281
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 2,187
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,065


سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب