هدف از این پژوهش، مدلسازی جداسازی آب و روغن با استفاده از غشای صفحه تخت در فرایند میکروفیلتراسیون جهت تصفیه پساب‌ها است. برای انجام مدل سازی، معادلات مومنتوم و انتقال جرم دو بعدی استفاده و با نرم افزار کامسول ( COMSOL ) حل شدند. در این مدل، تاثیر پارامترهای عملیاتی مختلف مانند اختلاف فشار اعمال شده در دو طرف غشا، سرعت جریان عرضی و غلظت خوراک بر روی فلاکس عبوری از غشا، پس‌دهی، غلظت روغن در لایه کیک تشکیل شده و ضخامت لایه کیک مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد که افزایش اختلاف فشار اعمال شده و سرعت جریان خوراک منجر به افزایش فلاکس عبوری و کاهش میزان پس دهی روغن شد. همچنین افزایش اختلاف فشار اعمال شده منجر به متراکم تر شدن لایه کیک تشکیل شده بر روی غشا گردید، درحالی‌ که افزایش سرعت عرضی خوراک منجر به نازک تر شدن لایه کیک شد. همچنین افزایش غلظت ترکیبات نفتی در خوراک از 500ppm به 3000ppm منجر به کاهش فلاکس و افزایش غلظت ترکیبات نفتی در محصول عبوری از غشا شد. علاوه بر این، نتايج مدل‌سازي با داده‌هاي آزمايشگاهي موجود كه ميزان فلاكس و پس‌زني غشا پلی وینیلیدین فلورید در شرايط عملياتي مختلف اندازه گیری شده است، مقايسه شد. مشاهده شد که روند تغییرات فلاکس و غلظت روغن محصول عبوری با داده‌های تجربی مطابقت دارد. مدل ارائه شده قادر است ضخامت و غلظت کیک غلظتی تشکیل شده بر روی سطح غشا را در هر لحظه پیش بینی کند که این توانایی با توجه به محدودیت نصب سنسور و یا انجام آنالیز در حین عملیات فیلتراسیون برتری ویژه ای را برای مدل سازی نسبت به انجام آزمایش فراهم می‌کند. همچنین، مدل توانایی پیش‌بینی تاثیر پارامترهای عملیاتی بر روی میزان گرفتگی غشا و تشکیل کیک را دارا می‌باشد. به عنوان مثال، با افزایش فشار عملیاتی از 1 به 3 بار ضخامت کیک غلظتی از 44 به 27 میکرون کاهش می‌یابد در حالی که با افزایش غلظت ترکیبات نفتی در خوراک از ppm 500 به ppm 3000 ضخامت کیک از 24 به 27 میکرون افزایش می‌یابد.

آنچه در این شبیه سازی خواهید آموخت:

1- نحوه مدل‌سازی جداسازی آب و روغن به روش المان محدود

2- نحوه پیاده سازی روش المان محدود در هندسه مربوط به غشاء

3- محاسبه توابع سرعت، غلظت و فشار در هر کدام از دامنه‌ها

4- نحوه اعمال شرایط مرزی برای هر کدام از جریان های خوراک، غشاء و جریان محصول عبوری

5- نحوه اعمال شرط مرزی دیواره در نرم افزار کامسول ( COMSOL )

6- نحوه اعمال مش های مختلف برای حل توسط نرم افزار کامسول ( COMSOL )

7- بررسی اثر پارامترهای موثر بر فلاکس عبوری از غشاء

نکات و الزامات:

1- این  برنامه در همه نسخه های نرم افزار کامسول ( COMSOL ) قابل اجرا است

2- خروجی‌ها در همه نسخه های نرم افزار کامسول ( COMSOL ) قابل مشاهده است

3- آشنایی اولیه با نرم افزار کامسول ( COMSOL ) و مفاهیمی مانند جریان محصول عبوری، خواص غشاء 

4- آشنایی با روش المان محدود