ارائه‌کننده: میلاد عظیمی فر
استاد راهنما: دکتر علی جعفریان دهکردی
استاد ناظر داخلی اول:  دکتر رضا مداحیان
استاد ناظر داخلی دوم:  دکتر سید محمدجعفر سبحانی
استاد ناظر خارجی اول: دکتر علی اشرفی زاده
استاد ناظر خارجی دوم: دکتر رامین کوهی کمالی
تاریخ: ۱۴۰۴/۰۶/۲۹
ساعت: ۱۱:۳۰
مکان: ساختمان فنی و مهندسی، بلوک شماره سه،طبقه منفی یک، اتاق سمینار

چکیده:
دسترسی به آب آشامیدنی با کیفیت مناسب یکی از موضوعات حیاتی در زندگی انسان‌ها به شمار می‌رود. در دهه‌های اخیر، افزایش فعالیت‌های صنعتی و کشاورزی همراه با گسترش توسعه اقتصادی، بحران کمبود آب شیرین را به یکی از چالش‌های بزرگ جهانی تبدیل کرده است. برآوردها نشان می‌دهد که تا سال 2050 میلادی، نزدیک به پنج میلیارد نفر از جمعیت جهان با کمبود جدی آب مواجه خواهند شد. از سوی دیگر، مدیریت پساب‌های صنعتی با شوری بالا یکی از مسائل کلیدی زیست‌محیطی در سال‌های اخیر بوده است. نمک‌زدایی که از طریق فناوری‌های مختلف انجام می‌شود، به عنوان یک راه‌حل مؤثر جهت رفع این مشکلات معرفی شده است. تا اواسط سال 2018 میلادی، روزانه حدود 4/97 میلیون متر مکعب آب شیرین از آب دریا در نیروگاه‌های مختلف تولید می‌شد. پسماند صنعتی خروجی آب شیرین­کن­هایی مانند تبخیر ناگهانی چندمرحله‌ای، تقطیر چنداثره و اسمز معکوس تا حدود 30% تغلیظ شده و سپس به دریا بازگردانده می‌شود. با توجه به مشکلات عدیده زیست‌محیطی و تخریب اکوسیستم ناشی از این پسماندها، دستیابی به تصفیه کامل آب و جلوگیری از تخلیه پساب مایع به محیط زیست از اهمیت بالایی برخوردار است.
در این راستا، آب‌هایی با شوری کم به‌عنوان آب تغذیه وارد سیستم‌های تصفیه پساب بدون پسماند مایع می‌شوند که توانایی بازیافت بالای 85% را دارند. فرآیند تصفیه پساب بدون پسماند مایع به منظور حذف کامل تخلیه پساب‌های صنعتی به محیط زیست طراحی شده است و به یکی از مهم‌ترین نگرانی‌های زیست‌محیطی که در دهه‌های اخیر مطرح شده است، پاسخ می‌دهد. تبخیرکننده فیلم ریزان یکی از فناوری‌های کلیدی مورد استفاده در سیستم‌های تبخیر ناگهانی چندمرحله‌ای، تقطیر چنداثره، اسمز معکوس و تصفیه پساب بدون پسماند مایع به شمار می‌رود. با این حال، بررسی‌ها نشان می‌دهد که تحقیقات عددی مرتبط با شبیه‌سازی پدیده رسوب ذرات در جریان فیلم ریزان درون لوله‌های عمودی یافت نشده است. در مطالعه حاضر، تلاش شده است تا این خلأ پژوهشی با انجام شبیه‌سازی عددی رسوب ذرات و پدیده رسوب‌گذاری در جریان فیلم ریزان در یک لوله عمودی سه‌بعدی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی برطرف شود.
فازهای پیوسته شامل دو سیال غیرقابل نفوذ یعنی هوا و آب، با استفاده از مدل چندفازی حجم سیال و مدل آشفتگی شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ شبیه‌سازی شده‌اند. در همین حال، حرکت ذرات با بهره‌گیری از مدل فاز گسسته دنبال شده است. جریان فیلم آب با ضخامت mm 7/3 و سرعت ورودی m/s 1 وارد لوله می‌شود و ذرات با چگالی kg/m³ 3110 با قطرهای مختلف از سطح ورودی آب در حالت­های گوناگون تزریق می‌شوند. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش قطر ذرات از 5 به  15، جرم کل رسوب به صورت مجانبی بیش از 14 برابر افزایش یافته و از 016/0 به kg/m² 18/0 رسیده است. همچنین تعداد کل ذرات رسوب‌گذاری شده افزایش یافته است. افزایش سرعت ورودی سیال از m/s 1 به m/s 5/1 سبب کاهش جرم رسوب به میزان 8/55% از 095/0 به kg/m² 042/0 می‌شود.  از سوی دیگر، مشاهده شد که با افزایش سرعت ورودی سیالات به میزان 25% و 50%، ضخامت میانگین فیلم ریزان به به ترتیب 2/9% و 5/20% افزایش می‌یابد.