ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ 2012
ΘΕΜΑΤΑ ΓΙΑ ΝΕΟΥΣ ΥΠΟΨΗΦΙΟΥΣ ΔΙΔΑΚΤΟΡΕΣ
Μελέτη/σχεδιασμός μικρο-αντιδραστήρων.
Στο πλαίσιο της ανάγκης εντατικοποίησης των διεργασιών (process intensification) δόθηκε τα τελευταία χρόνια έμφαση στην ανάπτυξη και στο βέλτιστο σχεδιασμό μικρο-συσκευών, με τις οποίες γίνονται διάφορες κλασσικές διεργασίες της Χημικής Μηχανικής (π.χ. αντιδράσεις, διαχωρισμοί, ανάμιξη, κλπ.). Με τον όρο μ-συσκευές αναφερόμαστε σε συστήματα των οποίων τα κανάλια ροής έχουν χαρακτηριστικές διαστάσεις της τάξης ορισμένων μm έως και ένα mm και λόγω της μικρής χαρακτηριστικής τους διάστασης, χαρακτηρίζονται από την απουσία τύρβης. Κατά το σχεδιασμό των μικρο-αντιδραστήρων η ανάμιξη έχει ιδιαίτερη σημασία, επειδή προηγείται της αντίδρασης και καθορίζει την απόδοση της συσκευής. Στους μικρο-αναμίκτες όμως δεν μπορούν να εφαρμοσθούν οι κλασικές μέθοδοι ανάμιξης. Επίσης, δεδομένου ότι η χαρακτηριστική διάσταση ενός μικρο-αναμίκτη είναι μικρότερη του 1 mm, η ροή είναι στρωτή και η αργή μοριακή διάχυση είναι ο βασικός μηχανισμός ανάμιξης. Σκοπός του προτεινόμενου διδακτορικού είναι η μελέτη της αποτελεσματικότητας της ανάμιξης:
- πειραματικά χρησιμοποιώντας προηγμένες μη-παρεμβατικές τεχνικές μέτρησης (μ-PIV, LIF),
- υπολογιστικά με χρήση κώδικα Υπολογιστικής Ρευστοδυναμικής (CFD).
Το Εργαστήριο είναι εξοπλισμένο με όλα τα σύγχρονα μέσα που είναι απαραίτητα για την εκπόνηση των προτεινόμενου διδακτορικού.
Επίδραση μη-νευτωνικων υγρών στα λειτουργικά χαρακτηριστικά στήλης φυσαλίδων
Μια από τις συνήθεις συσκευές επαφής υγρού-αερίου είναι η στήλη φυσαλίδων, η ευρεία χρήση της οποίας οφείλεται στα πλεονεκτήματα που παρουσιάζει τόσο στο σχεδιασμό όσο και στη λειτουργία της συγκριτικά με άλλες συσκευές επαφής υγρής-αέριας φάσης. Οι στήλες φυσαλίδων χρησιμοποιούνται σε διάφορες διεργασίες (π.χ. χλωρίωση, πολυμερισμό, βιοαντιδραστήρες, οξυγόνωσης αίματος κλπ).Στο Εργαστήριό έχει μελετηθεί η επίδραση των φυσικών ιδιοτήτων Νευτωνικών ρευστών στα λειτουργικά χαρακτηριστικά (π.χ. συγκράτηση αερίου, κατανομή μεγέθους φυσαλίδων, ειδική επιφάνεια) στηλών φυσαλίδων με πορώδη κατανομέα και έχουν διατυπωθεί σχέσεις σχεδιασμού τους. Στις διεργασίες συχνά συμμετέχουν ρευστά τα οποία παρουσιάζουν μη-Νευτωνική συμπεριφορά, (π.χ. αιωρήματα, γαλακτώματα, αίμα κλπ.) Σκοπός του προτεινόμενου διδακτορικού είναι η μελέτη των χαρακτηριστικών στηλών φυσαλίδων με μη-Νευτονικά ρευστά με τελικό στόχο τη διατύπωση κατάλληλων σχεδιαστικών σχέσεων. Η μελέτη θα περιλαμβάνει:
- πειραματικές μετρήσεις με χρήση μη-παρεμβατικών τεχνικών (ταχεία φωτογράφηση, μέθοδοι επεξεργασίας εικόνας κλπ) και
- προσομοίωση με κώδικα Υπολογιστικής Ρευστοδυναμικής (CFD)
Απαιτούμενες γνώσεις:
πτυχίο ΧΗΜΙΚΟΥ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥ και διπλωματική/μεταπτυχιακό σε συναφή με το Θέμα περιοχή – πολύ καλή γνώση Η/Υ (και προαιρετικά λογισμικού CFD), πολύ καλή γνώση Ελληνικής και Αγγλικής γλώσσας.