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

نویسندگان

1 دانشگاه سلمان فارسی کازرون

2 دانشگاه اصفهان

3 دانشگاه تهران

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) 2 بررسی 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 نشان ‌ داد که پیشرفت واکنش خنثی­سازی اسید- باز در شرایط بررسی شده، تحت کنترل شرایط اختلاط واکنش­دهنده­ها بوده‌است. برای بررسی اثر فاصلۀ پره از کف مخزن، نسبت‌های 25/0 C/T= ، 5/0 C/T= و 75/0 C/T= انتخاب شدند که C فاصلۀ پره از کف مخزن و T قطر مخزن است. همچنین این آزمایش‌ها در سه‌سرعت پره rpm 100، 150 rpm و 200 rpm تکرار شدند. نتایج نشان ‌ داد 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 به ‌ منظور بررسی اثر تعداد بافل‌های درون مخزن، از یک‌مخزن بدون بافل، 2 بافل و 4 بافل درسرعت‌های 150 rpm ، 100 rpm و 200 rpm استفاده شد. بر اساس نتایج مشخص شد که با افزایش تعداد بافل درون مخزن، زمان واکنش کاهش می­یابد. یکی دیگر از مؤلفه‌های مورد بررسی در این تحقیق، گرانروی سیال بود که آزمایش‌ها در گرانروی‌های 35 µ=35 mPa.s ، µ=55 mPa.s و µ= 75mPa.s انجام شدند. نتایج حاصل از این آزمایش‌ها نشان ‌ داد که با افزایش گرانروی سیال از µ=35 mPa.s ، به µ=55 mPa.s ، زمان واکنش افزایش چشمگیری می ‌ یابد؛ اما افزایش گرانروی سیال به مقدار µ= 75 mPa.s تأثیر کمتری بر میزان افزایش زمان واکنش دارد.