مقدمه:
راکتورهای P حلقویP 1 بالا رنبده هوا بطور عمومی در صنعت شیمیایی و بیولوژیکی برای حمل کردن راکتورهای آرام مثل اکسیداسیون ها و کلردار شدن ها مورد استفاده قرار می گیرد یک راکتور بالا رنبده هوا از یک حباب تبدیل شده است این نوع راکتور شامل سه بخش مجزا یعنی بر خیزنده،جدا کننده گاز و مایع و پایین آورنده ‌میباشد گردش مایع توسط تزریق گاز در پایین برخیزنده (Riser) پس ایجاد یک چگالی خالص تفاوت بین برخیزنده (Riser) و پایین آورنده down comer را مشخص می سازد.
در واقع برای طراحی، اهداف کنترل و عملکرد یک شبیه سازی صحیح اجرایی راکتور ضروری است مدل اتنخاب شده برای شبیه سازی باید شامل انتقال جرم، ‌ واکنش جنبشی، ترکیب جریان و هیدرودینامیک ها باشد. اگر چه مدل راکتورهای بالا برنده هنوز بسیار سخت است چونکه فرض نظام واکنش آرام ممکن نبود بطور کامل ادا شود و اثر شرایط عملیاتی، هندسه راکتورها و خصوصیات شیمیایی_یفزیکی فازها به ویژه رفتار غیر به هم پیوسته آلی که بطور کمی در صنعت با آن مواجه ‌شدهاند روی هیدرودینامیک ها بطور کامل و بارز درک نمی‌شود.اهداف کار حاضر یک مدل براسا س معادلات تعادل به منظور شبیه سازی پارامترهای هیدرودینامیک بوده و مدل برای اطلاعات جمع آوری شده ی تجربی رو ی راهنمایی تاسیسات راکتور و برای ماندگی P گازP 2 و سرعت گردش مایع و هیدرودینامیک های بالا برنده هوا توسط الگوهای جریان مختلف مشخص ‌میشود که این ها هم وابسته به نسبت جریان گاز ‌میباشند.
در حالت کلی دو نظام بطور عادی تشخیص داده ‌میشوند:
1. نظام همگن.
2. نظام هم جنس نامتجانس( ناهمگن).
پارامترهای هیدرودینامیک بعلاوه فازهای ترکیبی و الگوهای انتقال جرم سخت وابسته به نظام جریان متداول است برای مدل مناسب تشخیص طبیعت پراکندگی ضروری ‌میباشد با توجه به گفته هایی که در بالا ذکر شد آنالیز علامت فشار دیوار برای خلاصه ی اطلاعات درباره ی نظام های جریان بکار گرفته ‌میشود. این تکنیک برای دادن یک نبش عمیق تر در هیدرودینامیک پیچیده سیستم گاز_مایع نشان داده شده است.
در این پایان نامه نظام انتقالات و تشخیص رفتار هیدرودینامیکی راکتور بالا برنده ی هوا با استفاده از یک شبیه سازی و استفاده از آنالیز های آماری و کسری و آنالیز طیفی رسیدگی کرده ایم.
ترکیب هیدرودینامیک ها با انتقال جرم واکنش و شکل جریان یک مدل کامل را ثمر ‌میدهد که قادر به فراهم کردن یک توصیف کاملاً مناسب از راکتورهای بالا برنده ی هوا(Air- lift Reactor) ‌میباشد.

شبیه سازی راکتورهای حلقوی هوایی با استفاده از دینامیک محاسباتی  سیال

شبیه سازی راکتورهای حلقوی هوایی با استفاده از دینامیک محاسباتی
سیال

فهرست مطالب :

چکیده ……………………………………………………………………………………………………………………..1
مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………….2

• فصل اول

ضرورت اجرای طرح وآشنایی با راکتورهای tfifria (راکتورهای هوایی) ………………………………….………. 3
1- 1راکتورهای هوایی حلقوی …… .……………………………..…………………..……………………………….. 4
2- 1مور فولوژی راکتورهای هوایی . . .……………………….……/………………………………………..……….. 4
1-3 لحظه اختلاط…………………………………….………….………………………………………………………… 5
1-4 امت ایزات راکتورهای هوایی به بیولوژیکی………………..…………………………………………………….. ۶
11-5برآورد جریان..……………………………………..………………………………………………………………….11
1-6جداکننده گاز…..………………………………….……….……………………………………………………………12
1-7ماندگی گاز………………………………………..……………………………………………………………….……14
. 1-8 سرعت سطحی گاز…..…………………………………………………………………………………………… 16

فصل دوم

راکتورهای هوایی با حلقه بیرونی ..…………………………………………………………………………………………20
2-1 سرعت سطحی گاز………………………………………………………………………………………………….. 22
2-2 پارامترهای توزیع…..……………………………………………………………………………………………………… 23
2-3 چرخش دوباره گاز وتأثیرات سطح رایزر وپایین آورنده ..………………………………………………………….. 31
4-2 تأثیرات علم جریان وتغییر شکل مایعات….…………………………………………………………………………. 33
2-5 تأثیر سطح مایع ..……………………………………………………………………………………………………….. 37
2-6 اختلاط مایع(مخلوط سازی مایع)…..…………………………………………………………………………………. 39
2-7 زمان آمیختن……………………………………………………………………………………………………….. 40
2-8 اتلاف انرژی وشکافت سرعت در راکتورهای حمل کننده هوا…………………………………………………… 44
2-9 انتقال جرم..…………………………………………………………………………………………………………….. 48
2-10 اندازه گیری ضریب اصطکاک.…………………………………………………………………………………………48
‌2-11 همبستگی داده ها برای میزان انتقال جرم.…………………………………………………………………… 49
2-12 انتقال گرما.…………………………………………………………………………………………………………… 53

• فصل سوم

3-1 تشریح .…………………………………………………………………………………………………………………. 56
3-2 روش محاسبه واقدام تجربی..………………………………………………………………………………………..57
3-3 معرفی مدل هیدرو دینامیک………………………………………………………………………………………. 59
3-4 معادله رایز.………………………………………………………………………………………………………………. 60
3-4-1 پرفایل فشار..……………………………………………………………………………………………………….. 60
3-4-2 مناسب بودن ماندگی گاز…………………………………………………………………………………………. 61
3-4-3 افت فشار در لوله پایین آورنده.………………………………………………………………………………….. 62
3-5-1 آنالیز فلاکس ….……………………………………………………………………………………………………. 62
3-5-2 آنالیز آماری….………………………………….….……………………………………………………………….. 63
3-5-3 آنالیز سایشی…………………………………………… …………………………………………………………65
3-5-4 آنالیز طیفی.……………………………………..………………………………………………………………… 66
3-6 اطلاعات بدست آمده………………………………………………………………………………………………. 69
3-6-1 ارزیابی ماندگی گاز.……………………………….…………………………………………………………… 69
3-7 مقایسه بین مدل شبیه سازی شده واطلاعات تجربی………………………………………………….. 70
3-8 تشریح کامل مدل ……………………………………………………………………………………………….. 73
3-9عمل فاز اختلاط……………………………………………………………………………………………………. 74
3-10 شبیه سازی راکتور اکسیداسیون .…………………………………………………………………………… 75

فصل چهارم

4-1 پیشرفت های طراحی وراهکارهای پیشنهادی.…………………………………………………………….77
4-2پیشرفت طراحی.……………………………………………………………………………………………….. 78
4-3 مراحل پیشنهادی ..…………………………………………………………………………………………… 80
4-4 چکیده..…………………………………………………………………………………………………………… 83

مراجع و منابع ………………………………………………………………………………………………..……… 84

فصل اول
ضرورت اجرای طرح و آشنایی با راکتورهای Air_Lift
1-١ راکتورهای هوایی :حلقوی
راکتورهای هوایی به وسیله جریانی از هوا کار ‌میکند و یا بعضی وقتها با بعضی دیگر از گازها در این حالت ها اگر از گاز استفاده شود راک وتر گازی نامیده ‌میشود.
که در آن علاوه بر ایجاد جریان، جریان گاز عمل مهمی را در جابجایی مواد بین فاز گاز و مواد واسطه انجام ‌میدهد اکسیژن اغلب به داخل مایعات انتقال پیدا می‌کند و در بعضی از شرایط واکنش محصول بدست آمده در حالت جابجایی در فاز گاز جدا می گردد. تفاوت اصلی بین ALR ها و ستون های حباب، در رابطه با نوع جریان مایعات می باشد که با ژئومتری سیستم ارتباط دارد ستون حباب یک لوله ساده ا ی است که گاز به داخل آن تزریق ‌میشود و معمولا این عمل از پایین تزریق ‌میشود و مخلوط کردن راندوم از طریق حبابهای بالا رونده ایجاد ‌میشود.در ALR مسیر اصلی چرخش مایع بوسیله طراحی راکتور مشخص می گردد که دارای کانالی برای گاز می باشد و جریان بطرف بالای مایع یا رایزر و کانال جداگانه ا ی برای جریان پایین رونده و این کانال ها در پایان و در قسمت بالا به همدیگر متصل شده است تا یک توپ بس هت ای را ایجاد کند و گاز معموًلاً‌ در قسمت پایین تر یک رایزر تزریق میشود و ادامه پیدا ‌میکند به جائی که در بالای راکتور گاز جدا می گردد در قسمتی که بنام جدا کننده گازP P1 نام گرفته است که طراحی این قسمت بوسیله و شرایط عملکرد راکتور بر آورد و طراحی ‌میشود.
اصطکاک گاز که جدا نشده داخل مایع پایین رونده قرار می گیرد و این گاز باقیمانده آن بخش می باشد و اثر زیادی در دینامیک مایعات در راکتور داشته و در عملکرد عمومی راکتور اثر ‌میگذارد.
2-١ مورفولوژی راکتور هوایی:
راکتور هوایی براساس ساختار آنها به دو دسته تقسیم ‌میوشند:
1- حلقه با لوله های بیرونی: در این نوع چرخش مایع در شرایط جدا از همدیگر انجام ‌میشود.
2- حلقه با لوله های درونی: لوله ها قرار گرفته در داخل یک محفظه که در این راکتور لوله ها به علت
1:seprator
۵
استراتژیکی در یک محفظه قرار می گیرند و هر دو سیستم یاد شده قابل تغییر و بهینه سازی بیشتر ‌میباشد که با تنوع در دینامیک مایعات در حالت جدا نشدن گاز از مایع و با میزان جریان در فازهای متنوع ارتباط دارد.تمامی P ALRهاP 1 بدون در نظر گرفتن نوع آنها دارای 4 قسمت ‌میباشند که با خصوصیات جریان متفاوت ‌میباشند.
1- قسمت رایزر که گاز از قسمت پایین آن تزریق ‌میشود و جریان گاز همراه با مایع بطرف بالا ‌میباشند.
2- جریان پایین رونده این قسمت به موازات رایزر می‌باشد که در بالا و پایین به رایزر متصل شده است و در این قسمت جریان گاز و مایع به طرف پایین است و نیروی کشنده برای چرخش تفاوت در غلظت بین گاز و مایع بالا رونده و پایین آورنده است این تفاوت ایجاد گرادیان فشار برای چرخش مایع ‌میکند.
3- در اغلب طرحهای راکتور هوایی ناحیه اتصال رایزر و ستون پایین رونده به آسانی به همدیگر اتصال داده شده‌اند و به نظر می‌رسد که این قاعده اثر مهمی روی عملکرد راکتور نمی‌گذارند اما طراحی این قسمت می تواند باعث ماندگی گاز شود.
4- جدا کننده گاز : این قسمت در بالای راکتور لوله رایزر را به لوله نزول کننده وصل می ‌کند و باعث جدا شدن گاز از مایع و ایجاد چرخش های مایع ‌میکند.
3-1 لحظه اختلاط :
انتقال توده و تبادل حرارت در هر قسمتی متفاوت خواهد بود اما نوع طراحی هر قسمت ممکن است روی قسمت دیگر تا زمانیکه این 4 قسمت به همدیگر وصل شده باشد اثر گذارد.

4-1 امتیازات راکتورهای هوای به :بیولوژیکی
برای رشد میکرو ارگانیسم ها به نظر ‌میرسد که ALR ها نسبت به راکتورهای مخزنی همزن برتری داشته باشد و در واقع انواع قدیمی برای رشد میکرو ارگانیسم مفید هستند در این تانگ ها از گازهای واسطه استفاده ‌میشود و جهت تولید گاز اکسیژن و جداسازی گازهای اضافی و این به هم ز دن باعث کارآئی بهتر و به حداقل رساندن آسیب های افزایش اسید جهت کنترل PH مایع ‌میباشد و در نوع راکتورهای بیولوژیکی و راکتور هوایی از آلودگی و تخریب محیط زیست جلوگیری ‌میشود و
از این طریق رشد موفق در ALR ها گزارش گردیده است و دلیل آن شرایط دینامیک مایعات در ALR نسبت به طرحهای سنتی ‌میباشد در روش های سنتی و عادی و ستون های حباب انرژی مورد نیاز برای
حرکت مایع از طریق اختلاط مرکزی ارائه می گردد در یک نقطه واحد در راکتور از طریق یک هم زن و استفاده از انرژی در اطرا ف هم زن زیادبوده و هر قد از آ ن دورتر ‌میشود کم می گردد پس اختلاط و وارد شدن نیرو در زندیکی هم زن زیاد بوده و بطرف دیوارها کم خواهد شده و زمانیکه این همزنن مستقیم در این ناحیه به مایع وارد شد این انرژی اولیه رابا حرکت آرامتر بطرف قسمت ها و عناصر دورتر مایع منتقل خواهد داد و این در رابطه با گسترش نیرو متغییر خواهد بود برای مثال حداکثر نیروی پی گرادیان در یک تانک دارای هم زن،باید توربین با تیغه های صاف تقریباً‌ 14 برابر گرادیان نیرو اصلی خواهد بود. پس سلولها تحت کشت ممکن است در محیط گسترش یابند در یک تانک که بطور مکانیکی به هم زده ‌میشود و با نیروی گسترش یابنده حداقل ممکن امکان بوجود آمدن در گ رادیان ناخواسته گردد و باعث غلظت متابولیت و الکترولیت گردد. بطور موازی در نواحی دارای جریان ناآرام و این موارد ممکن است بدون ایجاد مشغل حرارت و انتقال توده گردد.اما با گرادیانت‌های تقسیم نیروی بالا ممکن است باعث به خطر افتادن رشد سلول شده و یا بعضی اثرات را روی موروفولوژی سلول و تغییرات در موروفولوژی میکروارگانیسم‌ها ایجادشده که هماهنگ شده با نیروی گسترش در واسطه ‌ها که اغلب مشاهده گردیده است .علت ارتباط بین این چنین تغییرات در موروفولوژی و میزان رشد و تولیدات متابولیسم ی هنوز بطور کامل شناسائی نشده است و همچنین این امر اهمیت خاصی در رابطه با طراحی و بکارگیری راکتورهای بیولوژیکی داشته باشد. در ALR ها بعنوان ستون های حباب گاز در یک نقطه تزریق می گردد که در ALR بکارگیری سیستم تزریق گاز به دینامیک های سیستم مهم ‌میباشد و چرخش گاز و مایع براساس وجود گاز در لوله رایزر و نازل دارد که باعث ایجاد تفاوت فشار در قسمت پایین وسیله ‌میکند.
∆p = pLg(εr −εd ) ∆pb = lg(ur − ud ) ( 1-4-1)
جائیکه pb∆ تفاوت فشار بوده و L غلظت مایع و g مقدار جاذبه است و uRdR و uRrR مقدار حفظ گاز در رایزر و نازل است فتاوت فشار مایع از سر لوله نازل بطرف لوله رایزر وارد ‌میشود و این باعث چرخش در ALR می گردد تا زمانیکه εdو εrهر دو نسبت مناسبی با ارتفاع راکتور داشته باشداین جریان تداوم پیدا می‌کند و پس درنتیجه دراین نوع راکتور ها نقطه مرکزیت برای وارد شدن انرژی وجود ندارد.
برای اختلاط کامل،کاهش تغییرات شدید در نیروی مکانیکی روی اجزاء عمل لازم است و نمی توان از نیروی گسترش بطور کامل اجتناب کرد.پس نیروی گسترش یکی از عوامل بسیار مهم در قسمت پایین راکتور ‌میباشد جائیکه یک چرخش شدید 180 درجه ای وجود دارد و سلول های جانوری و گیاهی تحت کشت باید از چنین محیط ه ائی برخوردار شدند .اخیراً راکتورهای بیولوژیکی در رابطه با وارد کردن خسارت بوسیله نیروی گسترش درون سلول ها ساخته و طراحی شده است وچون دراین را کتورها سلول های جانوری و گیاهی تحت کشت در را کتورها نسبت به میکرواور گانیسم ها دارای موضوعیت بالایی هستند که دیواره سلولی مثل میکروار گانیسم ها را ندارند و دارای اندازه بزرگتر نسبت به میکروار گانیسم ها هستند و دارای حساسیت بالا نسبت به استرس های مکانیکی هستند . سلول های گیاهی دارای یک دیواره سلولی گلوکوزی سفتی هستند اما آنها هم نسبت به میکروار گانیسم ها بسیار بزرگتر هستند و به شرایط راکتو ر حساس تر میباشند توربولانس ایزونتراپیک ماکولمو گروف نشان ‌میدهد که تخریب های زیادی در مقیاس وسیعی بوجود می آید و آخرین آنها پارامتری است که مدل های مختلف نشان ‌میدهد واین به این دلیل است وقتی که در انرژی با مقاومت ویسکوزیتی روبرو می گردد و معلوم شده است که دیواره سلولی به وارد شدن نیرو حساس هستند و مشکلات بیشتر در تانکهای دارای هم زن مشاهده گردیده است و این زمانی بیشتر واقعیت پیدا ‌میکند که سیستم در مقیاس وسیعی ‌میباشد و در آن موقع مقدارزیاد هم زدن هم ممکن است در رابطه با رشد سلول مد نظر باشد و عدم رشد در راکتورهای تانکی مشاهده گردیده است و این امر بدلیل دور ماندن سلول ها از همدیگر بوده است و با توجه به اینکه نوسانات سرعت در رابطه با تو ربولانس بکار رفته در ALR. هموژنی ‌میباشد و اندازه گیری این نوسانات توربولانس آقای تان انجام گرفته است و نشان داده است که توربولانس مایع د ر لوله رایزر نازل هر دو هموژنی هستند و این نشان میدهد که دلیل رشد مناسب در
ALR ها همین علت باشد دیگر امتیاز ALR سهولت و سادگی مکانیکی این وسیله است و ن وبدن سفتی در داخل وسیله و نیاز به سیل بندی که از امکانات استریل

شدن وسیله های مشابه است و این از برتری های ALR ها نسبت به تانکهای عادی ‌میباشد و این شرایط ALR برای کنت با رشد آرام بس ایر مناسب است. تمامی مواردی که تا حال به آنها اشاره شد ارتباط دارد با اقدامات خوب و مناسب زمانیکه معمولامعمولاً محصول تولید ارزشمند است اما می توان در موارد کم ارزش تر هم از ALR استفاده کرد زمانیکه مورد انرژی دارای اهمیت باشد و مورد از نقطه نظر تصفیه فاضلاب باشد. برتری دیگر ALR ها نسبت به تانکهای مخزنی با هم زن در رابطه با انرژی مو رد استفاده در هر دو مورد است که بوسیله لی گریس به آن اشاره شده است و مناسب بودن ALR ها به آرامی کاهش پیدا ‌میکند زمانیکه انرژی مورد استفاده برای هر واحد افزایش پیدا ‌میکند در حالیکه در تانکهای سنتی می توان میزان را بالا برد در حالیکه مصرف انرژی کاهش پیدا م ‌یکند. توجیه اقتصادی ALR ممکن است با قرار دادن یک جداکننده در بالای لوله پائین آورنده مایع نمود یابد اگر میزان سرعت جریان مایع بیشتر از میزان بالارونده آزاد بوسیله حبابهای تولید شده باشد گاز به پایین حمل شده و باعث بوجود آمدن زمان تماس بیشتری بین حباب و مایع می گردد و این باعث بالا رفتن هزینه های انرژی می گر دد در امتیازات توضیح داده شده بسیاری از عدم مناسب بودن های ALR ها را پوشش ‌میدهد و تغییر در مقدار مایع بکار رفته ارتباط دارد با میزان حجم محفظه جدا کننده گاز در حالیکه ارتفاع مایع در این قسمت باید کافی ب اشد تا چرخش را تداوم بخشد.
دینامیک های مایع اتصالات داخلی در بین انواع طرحها و سیستم انواع سیستم های عملیاتی و انواع هیدرودینامیک های قابل مشاهده در یک ALR بصورت دیاگرام در نمودار شماره (1-4-1) نشان داده شده است. تنوع طرح ارتفاع راکتور است و نسبت رایزر به لوله نازل و طرح ژوئمتریکی جدا کننده گاز و منطقه آزاد ته راکتور تنوع عملیاتی در رابطه با میزان گاز تزریقی و گسترش کمتر و محفظه آزاد بالا و این دو تنوع مستقل شرایطی را بوجود می آورد بر آورد ‌میکند که
سرعت مایع در ALR از طریق افت فشار و حفظ گاز در مایع همانط وریکه در نمودار شماره (1-4-1 )aنشان داده شده است ویسکوزیتی بعنوان یک تنوع در نمودار شماره (1-1-4(b نشان داده شده است چونکه با گذشت زمان میزان ترکیب مایع تغییر پیدا خواهد کرد.

شبیه سازی راکتورهای حلقوی هوایی با استفاده از دینامیک محاسباتی سیال

شبیه سازی راکتورهای حلقوی هوایی با استفاده از دینامیک محاسباتی
سیال

فصل دوم
از دیدگاه دینامیک های سیال پیکربندی بیرونی (شکل و ساختار) و این که هر دوی بالا رونده ها و پایین رونده ها به آسانی در دسترس نیستند مهمترین تفاوت بین راکتورهای حلقه ای درونی و بیرونی است .
مهمترین نکته این است که جداکننده های گازی از راکتورهای هوایی بیرونی به روشی ساخته می شود که رهایی گاز معمولاً نتیجه بخش تر در این نوع راک وتر هست. این عمل را می توانیم در تصویر 2 ببینیم در لوله های متحدالمرکز یا مجراهای انشعابی مسیر کوتاهتری است که یک حساب مجبور است از ناحیه بالا رونده تا پایین رونده را بپوشانند و خط مستقیمی از پهنای آن است که هر دو بخش را مجزا می ‌کنند. در مورد راکتورهای هوایی با حلقه بیرونی معمولامعمولاً یک فاصله افقی کم برای پوشاندن وجود دارد که شانس آزادسازی حباب ها را افزایش می دهد.در این مورد مهم است که اشاره کنیم اگر گاز در افشانه ها پدیدار شوند بنابراین بیشترین قسمت آن دارای هوای تازه خواهد بود که بخاطر تلاطم هم کنش گرایانه ی ا حلقه هایی که در جداکننده گازی بالای ورودی برای پایین رونده ها ظاهر شده است وارد راکتور شده است.
1-2 سرعت سطحی گاز:
در بعضی از مطالعات گزارش های نوشته ش ده راجع به مقدار ماندگی گاز برای سوخت راکتور آماده در راکتورهای هوایی با حلقه های بیرونی که جداسازی کلی شده یافت می شود. چنین اطلاعاتی برای لوله های متحدالمرکز مجراهای شکافنده راکتورهای هوایی با حلقه بیرونی در دسترس نیست چون که جداسازی کلی تنها در سرعت های جریان گازی خیلی کم امکان پذیر است. چندین مولف نتایج یافته ه ایشان را در مورد ماندگی گاز برای سوخت راکتور آماده به عنوان سرعت فعل و انفعال گازی در مقابل سرعت فعل و انفعال مخلوط سطحی براساس مدل سیلانی انباشتی زوبر و فیندلی بیان کرده اند. این مولفان اصطلاحات کلی را برای
پیش بینی ماندگی گاز برای سوخت راکتور آماده گازی و برای تغییر داده های مربوط به توزیع عشاعی انفعال

انباشتی براساس تفاوت بین سرعت فعل و انفعال فاز خاص (V) و چگاالی تراکمی سیلان حجمی (J) تعریف می شود به این صورت:
J = JG + JL (2-1-1)
سرعت فعل و انفعال های انباشت های گازی و فازهای مایع ممکن است هب این صورت نیز بیان گردد:
JC = VG + J (2-1-2)
JL = VL − J (2-1-3)
زوبر فیندلی[43]رابطه (2-1-4) را بدست آورده اند که نشان می‌دهد برای فراهم کردن اندازه گیری همالشی مقدار ماندگی برای سوخت آماده گازی در راکتورهای برجی با سرعت فعل و انفعالات مایعی بیشتر قابل قبولتر است. همانند راکتورهای هوایی حلقوی ®:
UG = JQG = COJ dA dA (2-1-4)
A قسمت تکه های تقاطعی است. CROR یک پارامتر توزیعی است. J سرعت فعل و انفعال ظاهری ،JRCR سرعت فعل و انفعال گازی ظاهری ،VRCR سرعت فعل و انفعال خطی ،Q مقدار ماندگی گاز برای سوخت راکتور آماده گازی است.
2-2 پارامترهای توزیع :
معادله (2-1-3) رابطه بین سرعت فعل و انفعال گازی در یک جریان فاز دوگانه و چگالی جریان حجمی مخلوط J را نشان می دهد. همچنان که توسط زوبار و فیندلی تأکید شده است J ضریب مستقل بودن در راکتور دنیانس شدن فضایی برای هر دو جریان غیر چرخی چند بعدی و یک بعدی است پارامتر توزیع ها با این فرمول نشان داده می شود.[45]
مقدار CROR اساسًاً بر نمای شعاعی مقدار ماندگی گاز برای سوخت راکتور آما ده گازی بستگی دارد. زوبرو فیندلی ® 1=CO برای نمای تخت ،5.1=CO برای نماهای به شکل سهمی
محاسبه کرده اند مقادیر تجربی در محدوده 1.03 و 1.2 برای جریان های بیشتر ®و 1.16 و 1 برای جریان ها پایین گزارش شده است.[49]
معادله (2-2-1) نشان می‌دهد این پارامتر عملکردی از نمادهای سرعت فعل و انفعال و مقدار ماندگی گاز برای سوخت آماده است. آخرین قسمت سمت راست معادله (2-1-4) یک مقدار ارزشی سنجیده شده از سرعت فعل و انفعال رانشی است.
VG1 = UG − J (2-2-2)
سرعت فعل و انفعال ناشی از ازدحام حباب ها می تواند با استفاده از عبارت ارائه شده توسط زوبر و فیندلی [50]ارائه شود.

جایی که VZJ سرعت فعل و انفعال ازدحام حباب ها ،g شتاب کشتی ،PL چگالی مایع ،P∆ تفاوت چگالی 6 قدرت انبساطی سطحی ،Q مقدارماندگی گاز برای سوخت راکتور آماده است . این معادله برای میزان درشت نمایی حباب به اندازه 0.1 تا cm2 که کل محل انتقال شده را می پوشاند پذیرفتنی است که معمولاً در راکتورهای هوایی حلقوی مشاهده می شود. با وجود این تا به حال نشان داده شده است که ® طرح VCدر مقابل J یک خط مستقیمی را ارائه می‌دهد که نشان دهنده این است که مقدار ثابت سرعت
فعل و انفعال رانشی به طور قابل قبولی جریان دو فازی بالا برنده را در راکتورهایی هوایی حلقوی بیرونی ارائه می دهد. در این پارامتر توزیع 03.1=CO است. VGS مقدار سرعت فعل و انفعال انحرافی حباب ها همانند سرعت فعل و انفعال رانشی در نظر گرفته می شود. سیگنال[51] مدل یکسانی را برای مطالعه جریان تکراری گاز در یک مجرای انشعابی راکتورهای هوایی حلقوی به کار برد یم و مقا دیر 11.1=CO بدست می آ دی. سرعت فعل و انفعال انحرافی که آنها به دست آورند مناسب داده های آنها برای معادله بود که برابر با m/s238.0 بود. آن هم چنین ارائه کننده این بود که این مختصرسازی تا زمانی که همانند پیوستگی خطوط می شود یک عامل مهم در این فرآیند است. خیلی مهم است که تفاوت بین مقدار ماندگی گاز برای سوخت راکتور آماده Q و جریان چگالی سازی حجمی (β) تأکید کنیم که به این صورت تعریف می شود:
مدل سیلانی انباشتی زوبر و فیندلی به ما این اجازه را می‌دهد که این معادله را بدست آوریم که ارتباط بین ماندگی گاز سوخت راکتور آماده و β را ثابت می کند.
CO یک پارامتر توزیعی J سرعت فعل و انفعال سطحی ،VBx سرعت فعل و انفعال گازی نهایی ،β چگالی سازی حجمی و ε نگهدارنده گاز آماده است.
شکل(2-2-1) بازنمای از مرحله ϕ−β را نشان می‌دهد خط 45 بیان گر این است که ϕ=β یک معادله درست تنها برای جریان غیر انحرافی جایی که حجم گاز برابر با حجم مایع است می باشد چنین موقعیتی می تواند برای موردهایی از حباب ها خیلی کوچک در جریان مایع نسبتاً سریع مشاهده گردد.
در این مورد هیچ تأ یثری از فاز 1 بر روی حرکت دیگر فازها وجود ندارد. همانطوریکه در تصویر (2-2-1) بیان شد همه نقاط زیر خط 45 موقعیت های عملکردی را که در آن مایع توسط گاز رانده می شود نشان می دهد.
UG > UL ; ϕ<β (2-2-6)
این عمل در بالا برنده های راکتور هوایی حلقوی اتفاق می افتد برای همه نقاط بالای خط برعکس آن درست می باشد.

قیمت 25 هزار تومان

خرید فایل pdf به همراه فایلword

قیمت:35هزار تومان