بررسی مؤلفه‌های عملیاتی مؤثر بر اختلاط واکنشی اسید- باز درون مخزن همزن‌دار به‌روش لیزری PIV/PLIF

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی سهند

2 دانشگاه صنعتی سهند

3 دانشگاه صنعتی سهند

doi
چکیده

در این تحقیق اختلاط واکنشی خنثی­سازی اسید- باز با واکنش اسیداستیک و آمونیوم هیدروکسید درون مخزن همزن­دار برای مطالعۀ رفتار متقابل اختلاط و واکنش شیمیایی با استفادۀ همزمان از روش‌های لیزری القای صفحه­ای نور شارندگی (PLIF)1 و سرعت‌سنجی تصویری ذرات(PIV)2بررسی شده‌است. همچنین مواردی همچون سرعت چرخش پره، فاصلۀ پره از کف مخزن، وجود بافل و خواص روانه‌شناختی سیال درون مخزن که با تغییر و بهینه­سازی آنها می­توان شرایط حاکم بر عملکرد مخازن اختلاط را بهبود بخشید زمینۀ این بررسی بوده‌است. نتایج به­دست آمده نشان‌داد که پیشرفت واکنش خنثی­سازی اسید- باز در شرایط بررسی شده، تحت کنترلشرایط اختلاط واکنش­دهنده­ها بوده‌است. برای بررسی اثر فاصلۀ پره از کف مخزن، نسبت‌های 25/0C/T= ، 5/0C/T= و 75/0C/T= انتخاب شدند که C فاصلۀ پره از کف مخزن و T قطر مخزن است. همچنین این آزمایش‌ها در سه‌سرعت پرهrpm 100،150rpm و 200rpm تکرار شدند. نتایج نشان‌داد که با افزایش فاصلۀ پره از کف مخزن که معادل افزایش نسبت C/T است، زمان واکنش به‌طور چشمگیری کاهش می‌یابد. علاوه‌بر این، در نسبت‌های ثابت C/T، با افزایش سرعت چرخش پره، زمان واکنش به‌شدت کاهش می‌یابد. همچنین به‌منظور بررسی اثر تعداد بافل‌های درون مخزن، از یک‌مخزن بدون بافل، 2 بافل و 4 بافل درسرعت‌های 150rpm،100rpm و 200rpm استفاده شد. بر اساس نتایج مشخص شد که با افزایش تعداد بافل درون مخزن، زمان واکنشکاهش می­یابد. یکی دیگر از مؤلفه‌های مورد بررسی در این تحقیق، گرانروی سیال بود که آزمایش‌ها در گرانروی‌های  35 µ=35mPa.s ،  µ=55mPa.s  و µ=75mPa.s انجام شدند. نتایج حاصل از این آزمایش‌ها نشان‌داد که با افزایش گرانروی سیال از  µ=35mPa.s،به  µ=55mPa.s، زمان واکنش افزایش چشمگیری می‌یابد؛ اما افزایش گرانروی سیال به مقدار µ=75mPa.s تأثیر کمتری بر میزان افزایش زمان واکنش دارد.