Mathematical Modeling of Natural Gas Separation Using Hollow Fiber Membrane Modules by Application of Finite Element Method through Statistical Analysis
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Hollow fiber membrane permeators used in the separation industry are proven as preferred modules representing various benefits and advantages to gas separation processes. In the present study, a mathematical model is proposed to predict the separation performance of natural gas using hollow fiber membrane modules. The model is used to perform sensitivity analysis to distinguish which process parameters influence the most and are necessary to be assessed appropriately. In this model, SRK equation was used to justify the nonideal behavior of gas mixtures and Joule-Thomson equation was employed to take into account the changes in the temperature due to permeation. Also, the changes in temperature along shell side was calculated via thermodynamic principles. In the proposed mathematical model, the temperature dependence of membrane permeance is justified by the Arrhenius-type equation. Furthermore, a surface mole fraction parameter is introduced to consider the effect of accumulation of less permeable component adjacent to the membrane surface in the feed side. The model is validated using experimental data. Central Composite Designs are used to gain response surface model. For this, fiber inner diameter, active fiber length, module diameter and number of fibers in the module are taken as the input variables related to the physical geometries. Results show that the number as well as the length of the fibers have the most influence on the membrane performance. The maximum mole fraction of CO 2 in the permeate stream is observed for low number of fibers and fibers having smaller active lengths. Also results indicate that at constant active fiber length, increasing the number of fibers decreases the permeate mole fraction of CO 2 . The findings demonstrate the importance of considering appropriate physical geometries for designing hollow fiber membrane permeators for practical gas separation applications.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».