مقدمه:
راكتورهاي P حلقويP 1 بالا رنبده هوا بطور عمومي در صنعت شيميايي و بيولوژيكي براي حمل كردن راكتورهاي آرام مثل اكسيداسيون ها و كلردار شدن ها مورد استفاده قرار مي گيرد يك راكتور بالا رنبده هوا از يك حباب تبديل شده است اين نوع راكتور شامل سه بخش مجزا يعني بر خيزنده،جدا كننده گاز و مايع و پايين آورنده ‌ميباشد گردش مايع توسط تزريق گاز در پايين برخيزنده (Riser) پس ايجاد يك چگالي خالص تفاوت بين برخيزنده (Riser) و پايين آورنده down comer را مشخص مي سازد.
در واقع براي طراحي، اهداف كنترل و عملكرد يك شبيه سازي صحيح اجرايي راكتور ضروري است مدل اتنخاب شده براي شبيه سازي بايد شامل انتقال جرم، ‌ واكنش جنبشي، تركيب جريان و هيدروديناميك ها باشد. اگر چه مدل راكتورهاي بالا برنده هنوز بسيار سخت است چونكه فرض نظام واكنش آرام ممكن نبود بطور كامل ادا شود و اثر شرايط عملياتي، هندسه راكتورها و خصوصيات شيميايي_يفزيكي فازها به ويژه رفتار غير به هم پيوسته آلي كه بطور كمي در صنعت با آن مواجه ‌شدهاند روي هيدروديناميك ها بطور كامل و بارز درك نمي‌شود.اهداف كار حاضر يك مدل براسا س معادلات تعادل به منظور شبيه سازي پارامترهاي هيدروديناميك بوده و مدل براي اطلاعات جمع آوري شده ي تجربي رو ي راهنمايي تاسيسات راكتور و براي ماندگي P گازP 2 و سرعت گردش مايع و هيدروديناميك هاي بالا برنده هوا توسط الگوهاي جريان مختلف مشخص ‌ميشود كه اين ها هم وابسته به نسبت جريان گاز ‌ميباشند.
در حالت كلي دو نظام بطور عادي تشخيص داده ‌ميشوند:
1. نظام همگن.
2. نظام هم جنس نامتجانس( ناهمگن).
پارامترهاي هيدروديناميك بعلاوه فازهاي تركيبي و الگوهاي انتقال جرم سخت وابسته به نظام جريان متداول است براي مدل مناسب تشخيص طبيعت پراكندگي ضروري ‌ميباشد با توجه به گفته هايي كه در بالا ذكر شد آناليز علامت فشار ديوار براي خلاصه ي اطلاعات درباره ي نظام هاي جريان بكار گرفته ‌ميشود. اين تكنيك براي دادن يك نبش عميق تر در هيدروديناميك پيچيده سيستم گاز_مايع نشان داده شده است.
در اين پايان نامه نظام انتقالات و تشخيص رفتار هيدروديناميكي راكتور بالا برنده ي هوا با استفاده از يك شبيه سازي و استفاده از آناليز هاي آماري و كسري و آناليز طيفي رسيدگي كرده ايم.
تركيب هيدروديناميك ها با انتقال جرم واكنش و شكل جريان يك مدل كامل را ثمر ‌ميدهد كه قادر به فراهم كردن يك توصيف كاملاً مناسب از راكتورهاي بالا برنده ي هوا(Air- lift Reactor) ‌ميباشد.

شبيه سازي راكتورهاي حلقوي هوايي با استفاده از ديناميك محاسباتي  سيال

شبيه سازي راكتورهاي حلقوي هوايي با استفاده از ديناميك محاسباتي
سيال

فهرست مطالب :

چكيده ……………………………………………………………………………………………………………………..1
مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………….2

• فصل اول

ضرورت اجراي طرح وآشنايي با راكتورهاي tfifria (راكتورهاي هوايي) ………………………………….………. 3
1- 1راكتورهاي هوايي حلقوي …… .……………………………..…………………..……………………………….. 4
2- 1مور فولوژي راكتورهاي هوايي . . .……………………….……/………………………………………..……….. 4
1-3 لحظه اختلاط…………………………………….………….………………………………………………………… 5
1-4 امت ايزات راكتورهاي هوايي به بيولوژيکی………………..…………………………………………………….. ۶
11-5برآورد جريان..……………………………………..………………………………………………………………….11
1-6جداكننده گاز…..………………………………….……….……………………………………………………………12
1-7ماندگي گاز………………………………………..……………………………………………………………….……14
. 1-8 سرعت سطحي گاز…..…………………………………………………………………………………………… 16

فصل دوم

راكتورهاي هوايي با حلقه بيروني ..…………………………………………………………………………………………20
2-1 سرعت سطحي گاز………………………………………………………………………………………………….. 22
2-2 پارامترهاي توزيع…..……………………………………………………………………………………………………… 23
2-3 چرخش دوباره گاز وتأثيرات سطح رايزر وپايين آورنده ..………………………………………………………….. 31
4-2 تأثيرات علم جريان وتغيير شكل مايعات….…………………………………………………………………………. 33
2-5 تأثير سطح مايع ..……………………………………………………………………………………………………….. 37
2-6 اختلاط مايع(مخلوط سازي مايع)…..…………………………………………………………………………………. 39
2-7 زمان آميختن……………………………………………………………………………………………………….. 40
2-8 اتلاف انرژي وشكافت سرعت در راكتورهاي حمل كننده هوا…………………………………………………… 44
2-9 انتقال جرم..…………………………………………………………………………………………………………….. 48
2-10 اندازه گيري ضريب اصطكاك.…………………………………………………………………………………………48
‌2-11 همبستگي داده ها براي ميزان انتقال جرم.…………………………………………………………………… 49
2-12 انتقال گرما.…………………………………………………………………………………………………………… 53

• فصل سوم

3-1 تشريح .…………………………………………………………………………………………………………………. 56
3-2 روش محاسبه واقدام تجربي..………………………………………………………………………………………..57
3-3 معرفي مدل هيدرو ديناميك………………………………………………………………………………………. 59
3-4 معادله رايز.………………………………………………………………………………………………………………. 60
3-4-1 پرفايل فشار..……………………………………………………………………………………………………….. 60
3-4-2 مناسب بودن ماندگي گاز…………………………………………………………………………………………. 61
3-4-3 افت فشار در لوله پايين آورنده.………………………………………………………………………………….. 62
3-5-1 آناليز فلاكس ….……………………………………………………………………………………………………. 62
3-5-2 آناليز آماري….………………………………….….……………………………………………………………….. 63
3-5-3 آناليز سايشي…………………………………………… …………………………………………………………65
3-5-4 آناليز طيفي.……………………………………..………………………………………………………………… 66
3-6 اطلاعات بدست آمده………………………………………………………………………………………………. 69
3-6-1 ارزيابي ماندگي گاز.……………………………….…………………………………………………………… 69
3-7 مقايسه بين مدل شبيه سازي شده واطلاعات تجربي………………………………………………….. 70
3-8 تشريح كامل مدل ……………………………………………………………………………………………….. 73
3-9عمل فاز اختلاط……………………………………………………………………………………………………. 74
3-10 شبيه سازي راكتور اكسيداسيون .…………………………………………………………………………… 75

فصل چهارم

4-1 پيشرفت هاي طراحي وراهكارهاي پيشنهادي.…………………………………………………………….77
4-2پيشرفت طراحي.……………………………………………………………………………………………….. 78
4-3 مراحل پيشنهادي ..…………………………………………………………………………………………… 80
4-4 چكيده..…………………………………………………………………………………………………………… 83

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

فصل اول
ضرورت اجراي طرح و آشنايي با راكتورهاي Air_Lift
1-١ راكتورهاي هوايي :حلقوي
راكتورهاي هوايي به وسيله جرياني از هوا كار ‌ميكند و يا بعضي وقتها با بعضي ديگر از گازها در اين حالت ها اگر از گاز استفاده شود راك وتر گازي ناميده ‌ميشود.
كه در آن علاوه بر ايجاد جريان، جريان گاز عمل مهمي را در جابجايي مواد بين فاز گاز و مواد واسطه انجام ‌ميدهد اكسيژن اغلب به داخل مايعات انتقال پيدا مي‌كند و در بعضي از شرايط واكنش محصول بدست آمده در حالت جابجايي در فاز گاز جدا مي گردد. تفاوت اصلي بين ALR ها و ستون هاي حباب، در رابطه با نوع جريان مايعات مي باشد كه با ژئومتري سيستم ارتباط دارد ستون حباب يك لوله ساده ا ي است كه گاز به داخل آن تزريق ‌ميشود و معمولا اين عمل از پايين تزريق ‌ميشود و مخلوط كردن راندوم از طريق حبابهاي بالا رونده ايجاد ‌ميشود.در ALR مسير اصلي چرخش مايع بوسيله طراحي راكتور مشخص مي گردد كه داراي كانالي براي گاز مي باشد و جريان بطرف بالاي مايع يا رايزر و كانال جداگانه ا ي براي جريان پايين رونده و اين كانال ها در پايان و در قسمت بالا به همديگر متصل شده است تا يك توپ بس هت اي را ايجاد كند و گاز معموًلاً‌ در قسمت پايين تر يك رايزر تزريق ميشود و ادامه پيدا ‌ميكند به جائي كه در بالاي راكتور گاز جدا مي گردد در قسمتي كه بنام جدا كننده گازP P1 نام گرفته است كه طراحي اين قسمت بوسيله و شرايط عملكرد راكتور بر آورد و طراحي ‌ميشود.
اصطكاك گاز كه جدا نشده داخل مايع پايين رونده قرار مي گيرد و اين گاز باقيمانده آن بخش مي باشد و اثر زيادي در ديناميك مايعات در راكتور داشته و در عملكرد عمومي راكتور اثر ‌ميگذارد.
2-١ مورفولوژي راكتور هوايي:
راكتور هوايي براساس ساختار آنها به دو دسته تقسيم ‌ميوشند:
1- حلقه با لوله هاي بيروني: در اين نوع چرخش مايع در شرايط جدا از همديگر انجام ‌ميشود.
2- حلقه با لوله هاي دروني: لوله ها قرار گرفته در داخل يك محفظه كه در اين راكتور لوله ها به علت
1:seprator
۵
استراتژيكي در يك محفظه قرار مي گيرند و هر دو سيستم ياد شده قابل تغيير و بهينه سازي بيشتر ‌ميباشد كه با تنوع در ديناميك مايعات در حالت جدا نشدن گاز از مايع و با ميزان جريان در فازهاي متنوع ارتباط دارد.تمامي P ALRهاP 1 بدون در نظر گرفتن نوع آنها داراي 4 قسمت ‌ميباشند كه با خصوصيات جريان متفاوت ‌ميباشند.
1- قسمت رايزر كه گاز از قسمت پايين آن تزريق ‌ميشود و جريان گاز همراه با مايع بطرف بالا ‌ميباشند.
2- جريان پايين رونده اين قسمت به موازات رايزر مي‌باشد كه در بالا و پايين به رايزر متصل شده است و در اين قسمت جريان گاز و مايع به طرف پايين است و نيروي كشنده براي چرخش تفاوت در غلظت بين گاز و مايع بالا رونده و پايين آورنده است اين تفاوت ايجاد گراديان فشار براي چرخش مايع ‌ميكند.
3- در اغلب طرحهاي راكتور هوايي ناحيه اتصال رايزر و ستون پايين رونده به آساني به همديگر اتصال داده شده‌اند و به نظر مي‌رسد كه اين قاعده اثر مهمي روي عملكرد راكتور نمي‌گذارند اما طراحي اين قسمت مي تواند باعث ماندگي گاز شود.
4- جدا كننده گاز : اين قسمت در بالاي راكتور لوله رايزر را به لوله نزول كننده وصل مي ‌كند و باعث جدا شدن گاز از مايع و ايجاد چرخش هاي مايع ‌ميكند.
3-1 لحظه اختلاط :
انتقال توده و تبادل حرارت در هر قسمتي متفاوت خواهد بود اما نوع طراحي هر قسمت ممكن است روي قسمت ديگر تا زمانيكه اين 4 قسمت به همديگر وصل شده باشد اثر گذارد.

4-1 امتيازات راكتورهاي هواي به :بيولوژيكي
براي رشد ميكرو ارگانيسم ها به نظر ‌ميرسد كه ALR ها نسبت به راكتورهاي مخزني همزن برتري داشته باشد و در واقع انواع قديمي براي رشد ميكرو ارگانيسم مفيد هستند در اين تانگ ها از گازهاي واسطه استفاده ‌ميشود و جهت توليد گاز اكسيژن و جداسازي گازهاي اضافي و اين به هم ز دن باعث كارآئي بهتر و به حداقل رساندن آسيب هاي افزايش اسيد جهت كنترل PH مايع ‌ميباشد و در نوع راكتورهاي بيولوژيكي و راكتور هوايي از آلودگي و تخريب محيط زيست جلوگيري ‌ميشود و
از اين طريق رشد موفق در ALR ها گزارش گرديده است و دليل آن شرايط ديناميك مايعات در ALR نسبت به طرحهاي سنتي ‌ميباشد در روش هاي سنتي و عادي و ستون هاي حباب انرژي مورد نياز براي
حركت مايع از طريق اختلاط مركزي ارائه مي گردد در يك نقطه واحد در راكتور از طريق يك هم زن و استفاده از انرژي در اطرا ف هم زن زيادبوده و هر قد از آ ن دورتر ‌ميشود كم مي گردد پس اختلاط و وارد شدن نيرو در زنديكي هم زن زياد بوده و بطرف ديوارها كم خواهد شده و زمانيكه اين همزنن مستقيم در اين ناحيه به مايع وارد شد اين انرژي اوليه رابا حركت آرامتر بطرف قسمت ها و عناصر دورتر مايع منتقل خواهد داد و اين در رابطه با گسترش نيرو متغيير خواهد بود براي مثال حداكثر نيروي پي گراديان در يك تانك داراي هم زن،بايد توربين با تيغه هاي صاف تقريباً‌ 14 برابر گراديان نيرو اصلي خواهد بود. پس سلولها تحت كشت ممكن است در محيط گسترش يابند در يك تانك كه بطور مكانيكي به هم زده ‌ميشود و با نيروي گسترش يابنده حداقل ممكن امكان بوجود آمدن در گ راديان ناخواسته گردد و باعث غلظت متابوليت و الكتروليت گردد. بطور موازي در نواحي داراي جريان ناآرام و اين موارد ممكن است بدون ايجاد مشغل حرارت و انتقال توده گردد.اما با گراديانت‌هاي تقسيم نيروي بالا ممكن است باعث به خطر افتادن رشد سلول شده و يا بعضي اثرات را روي موروفولوژي سلول و تغييرات در موروفولوژي ميكروارگانيسم‌ها ايجادشده كه هماهنگ شده با نيروي گسترش در واسطه ‌ها كه اغلب مشاهده گرديده است .علت ارتباط بين اين چنين تغييرات در موروفولوژي و ميزان رشد و توليدات متابوليسم ي هنوز بطور كامل شناسائي نشده است و همچنين اين امر اهميت خاصي در رابطه با طراحي و بكارگيري راكتورهاي بيولوژيكي داشته باشد. در ALR ها بعنوان ستون هاي حباب گاز در يك نقطه تزريق مي گردد كه در ALR بكارگيري سيستم تزريق گاز به ديناميك هاي سيستم مهم ‌ميباشد و چرخش گاز و مايع براساس وجود گاز در لوله رايزر و نازل دارد كه باعث ايجاد تفاوت فشار در قسمت پايين وسيله ‌ميكند.
∆p = pLg(εr −εd ) ∆pb = lg(ur − ud ) ( 1-4-1)
جائيكه pb∆ تفاوت فشار بوده و L غلظت مايع و g مقدار جاذبه است و uRdR و uRrR مقدار حفظ گاز در رايزر و نازل است فتاوت فشار مايع از سر لوله نازل بطرف لوله رايزر وارد ‌ميشود و اين باعث چرخش در ALR مي گردد تا زمانيكه εdو εrهر دو نسبت مناسبي با ارتفاع راكتور داشته باشداين جريان تداوم پيدا مي‌كند و پس درنتيجه دراين نوع راكتور ها نقطه مركزيت براي وارد شدن انرژي وجود ندارد.
براي اختلاط كامل،كاهش تغييرات شديد در نيروي مكانيكي روي اجزاء عمل لازم است و نمي توان از نيروي گسترش بطور كامل اجتناب كرد.پس نيروي گسترش يكي از عوامل بسيار مهم در قسمت پايين راكتور ‌ميباشد جائيكه يك چرخش شديد 180 درجه اي وجود دارد و سلول هاي جانوري و گياهي تحت كشت بايد از چنين محيط ه ائي برخوردار شدند .اخيراً راكتورهاي بيولوژيكي در رابطه با وارد كردن خسارت بوسيله نيروي گسترش درون سلول ها ساخته و طراحي شده است وچون دراين را كتورها سلول هاي جانوري و گياهي تحت كشت در را كتورها نسبت به ميكرواور گانيسم ها داراي موضوعيت بالايي هستند كه ديواره سلولي مثل ميكروار گانيسم ها را ندارند و داراي اندازه بزرگتر نسبت به ميكروار گانيسم ها هستند و داراي حساسيت بالا نسبت به استرس هاي مكانيكي هستند . سلول هاي گياهي داراي يك ديواره سلولي گلوكوزي سفتي هستند اما آنها هم نسبت به ميكروار گانيسم ها بسيار بزرگتر هستند و به شرايط راكتو ر حساس تر ميباشند توربولانس ايزونتراپيك ماكولمو گروف نشان ‌ميدهد كه تخريب هاي زيادي در مقياس وسيعي بوجود مي آيد و آخرين آنها پارامتري است كه مدل هاي مختلف نشان ‌ميدهد واين به اين دليل است وقتي كه در انرژي با مقاومت ويسكوزيتي روبرو مي گردد و معلوم شده است كه ديواره سلولي به وارد شدن نيرو حساس هستند و مشكلات بيشتر در تانكهاي داراي هم زن مشاهده گرديده است و اين زماني بيشتر واقعيت پيدا ‌ميكند كه سيستم در مقياس وسيعي ‌ميباشد و در آن موقع مقدارزياد هم زدن هم ممكن است در رابطه با رشد سلول مد نظر باشد و عدم رشد در راكتورهاي تانكي مشاهده گرديده است و اين امر بدليل دور ماندن سلول ها از همديگر بوده است و با توجه به اينكه نوسانات سرعت در رابطه با تو ربولانس بكار رفته در ALR. هموژني ‌ميباشد و اندازه گيري اين نوسانات توربولانس آقاي تان انجام گرفته است و نشان داده است كه توربولانس مايع د ر لوله رايزر نازل هر دو هموژني هستند و اين نشان ميدهد كه دليل رشد مناسب در
ALR ها همين علت باشد ديگر امتياز ALR سهولت و سادگي مكانيكي اين وسيله است و ن وبدن سفتي در داخل وسيله و نياز به سيل بندي كه از امكانات استريل

شدن وسيله هاي مشابه است و اين از برتري هاي ALR ها نسبت به تانكهاي عادي ‌ميباشد و اين شرايط ALR براي كنت با رشد آرام بس اير مناسب است. تمامي مواردي كه تا حال به آنها اشاره شد ارتباط دارد با اقدامات خوب و مناسب زمانيكه معمولامعمولاً محصول توليد ارزشمند است اما مي توان در موارد كم ارزش تر هم از ALR استفاده كرد زمانيكه مورد انرژي داراي اهميت باشد و مورد از نقطه نظر تصفيه فاضلاب باشد. برتري ديگر ALR ها نسبت به تانكهاي مخزني با هم زن در رابطه با انرژي مو رد استفاده در هر دو مورد است كه بوسيله لي گريس به آن اشاره شده است و مناسب بودن ALR ها به آرامي كاهش پيدا ‌ميكند زمانيكه انرژي مورد استفاده براي هر واحد افزايش پيدا ‌ميكند در حاليكه در تانكهاي سنتي مي توان ميزان را بالا برد در حاليكه مصرف انرژي كاهش پيدا م ‌يكند. توجيه اقتصادي ALR ممكن است با قرار دادن يك جداكننده در بالاي لوله پائين آورنده مايع نمود يابد اگر ميزان سرعت جريان مايع بيشتر از ميزان بالارونده آزاد بوسيله حبابهاي توليد شده باشد گاز به پايين حمل شده و باعث بوجود آمدن زمان تماس بيشتري بين حباب و مايع مي گردد و اين باعث بالا رفتن هزينه هاي انرژي مي گر دد در امتيازات توضيح داده شده بسياري از عدم مناسب بودن هاي ALR ها را پوشش ‌ميدهد و تغيير در مقدار مايع بكار رفته ارتباط دارد با ميزان حجم محفظه جدا كننده گاز در حاليكه ارتفاع مايع در اين قسمت بايد كافي ب اشد تا چرخش را تداوم بخشد.
ديناميك هاي مايع اتصالات داخلي در بين انواع طرحها و سيستم انواع سيستم هاي عملياتي و انواع هيدروديناميك هاي قابل مشاهده در يك ALR بصورت دياگرام در نمودار شماره (1-4-1) نشان داده شده است. تنوع طرح ارتفاع راكتور است و نسبت رايزر به لوله نازل و طرح ژوئمتريكي جدا كننده گاز و منطقه آزاد ته راكتور تنوع عملياتي در رابطه با ميزان گاز تزريقي و گسترش كمتر و محفظه آزاد بالا و اين دو تنوع مستقل شرايطي را بوجود مي آورد بر آورد ‌ميكند كه
سرعت مايع در ALR از طريق افت فشار و حفظ گاز در مايع همانط وريكه در نمودار شماره (1-4-1 )aنشان داده شده است ويسكوزيتي بعنوان يك تنوع در نمودار شماره (1-1-4(b نشان داده شده است چونكه با گذشت زمان ميزان تركيب مايع تغيير پيدا خواهد كرد.

شبيه سازي راكتورهاي حلقوي هوايي با استفاده از ديناميك محاسباتي سيال

شبيه سازي راكتورهاي حلقوي هوايي با استفاده از ديناميك محاسباتي
سيال

فصل دوم
از ديدگاه ديناميك هاي سيال پيكربندي بيروني (شكل و ساختار) و اين كه هر دوي بالا رونده ها و پايين رونده ها به آساني در دسترس نيستند مهمترين تفاوت بين راكتورهاي حلقه اي دروني و بيروني است .
مهمترين نكته اين است كه جداكننده هاي گازي از راكتورهاي هوايي بيروني به روشي ساخته مي شود كه رهايي گاز معمولاً نتيجه بخش تر در اين نوع راك وتر هست. اين عمل را مي توانيم در تصوير 2 ببينيم در لوله هاي متحدالمركز يا مجراهاي انشعابي مسير كوتاهتري است كه يك حساب مجبور است از ناحيه بالا رونده تا پايين رونده را بپوشانند و خط مستقيمي از پهناي آن است كه هر دو بخش را مجزا مي ‌كنند. در مورد راكتورهاي هوايي با حلقه بيروني معمولامعمولاً يك فاصله افقي كم براي پوشاندن وجود دارد كه شانس آزادسازي حباب ها را افزايش مي دهد.در اين مورد مهم است كه اشاره كنيم اگر گاز در افشانه ها پديدار شوند بنابراين بيشترين قسمت آن داراي هواي تازه خواهد بود كه بخاطر تلاطم هم كنش گرايانه ي ا حلقه هايي كه در جداكننده گازي بالاي ورودي براي پايين رونده ها ظاهر شده است وارد راكتور شده است.
1-2 سرعت سطحي گاز:
در بعضي از مطالعات گزارش هاي نوشته ش ده راجع به مقدار ماندگي گاز براي سوخت راكتور آماده در راكتورهاي هوايي با حلقه هاي بيروني كه جداسازي كلي شده يافت مي شود. چنين اطلاعاتي براي لوله هاي متحدالمركز مجراهاي شكافنده راكتورهاي هوايي با حلقه بيروني در دسترس نيست چون كه جداسازي كلي تنها در سرعت هاي جريان گازي خيلي كم امكان پذير است. چندين مولف نتايج يافته ه ايشان را در مورد ماندگي گاز براي سوخت راكتور آماده به عنوان سرعت فعل و انفعال گازي در مقابل سرعت فعل و انفعال مخلوط سطحي براساس مدل سيلاني انباشتي زوبر و فيندلي بيان كرده اند. اين مولفان اصطلاحات كلي را براي
پيش بيني ماندگي گاز براي سوخت راكتور آماده گازي و براي تغيير داده هاي مربوط به توزيع عشاعي انفعال

انباشتي براساس تفاوت بين سرعت فعل و انفعال فاز خاص (V) و چگاالي تراكمي سيلان حجمي (J) تعريف مي شود به اين صورت:
J = JG + JL (2-1-1)
سرعت فعل و انفعال هاي انباشت هاي گازي و فازهاي مايع ممكن است هب اين صورت نيز بيان گردد:
JC = VG + J (2-1-2)
JL = VL − J (2-1-3)
زوبر فيندلي[43]رابطه (2-1-4) را بدست آورده اند كه نشان مي‌دهد براي فراهم كردن اندازه گيري همالشي مقدار ماندگي براي سوخت آماده گازي در راكتورهاي برجي با سرعت فعل و انفعالات مايعي بيشتر قابل قبولتر است. همانند راكتورهاي هوايي حلقوي ®:
UG = JQG = COJ dA dA (2-1-4)
A قسمت تكه هاي تقاطعي است. CROR يك پارامتر توزيعي است. J سرعت فعل و انفعال ظاهري ،JRCR سرعت فعل و انفعال گازي ظاهري ،VRCR سرعت فعل و انفعال خطي ،Q مقدار ماندگي گاز براي سوخت راكتور آماده گازي است.
2-2 پارامترهاي توزيع :
معادله (2-1-3) رابطه بين سرعت فعل و انفعال گازي در يك جريان فاز دوگانه و چگالي جريان حجمي مخلوط J را نشان مي دهد. همچنان كه توسط زوبار و فيندلي تأكيد شده است J ضريب مستقل بودن در راكتور دنيانس شدن فضايي براي هر دو جريان غير چرخي چند بعدي و يك بعدي است پارامتر توزيع ها با اين فرمول نشان داده مي شود.[45]
مقدار CROR اساسًاً بر نماي شعاعي مقدار ماندگي گاز براي سوخت راكتور آما ده گازي بستگي دارد. زوبرو فيندلي ® 1=CO براي نماي تخت ،5.1=CO براي نماهاي به شكل سهمي
محاسبه كرده اند مقادير تجربي در محدوده 1.03 و 1.2 براي جريان هاي بيشتر ®و 1.16 و 1 براي جريان ها پايين گزارش شده است.[49]
معادله (2-2-1) نشان مي‌دهد اين پارامتر عملكردي از نمادهاي سرعت فعل و انفعال و مقدار ماندگي گاز براي سوخت آماده است. آخرين قسمت سمت راست معادله (2-1-4) يك مقدار ارزشي سنجيده شده از سرعت فعل و انفعال رانشي است.
VG1 = UG − J (2-2-2)
سرعت فعل و انفعال ناشي از ازدحام حباب ها مي تواند با استفاده از عبارت ارائه شده توسط زوبر و فيندلي [50]ارائه شود.

جايي كه VZJ سرعت فعل و انفعال ازدحام حباب ها ،g شتاب كشتي ،PL چگالي مايع ،P∆ تفاوت چگالي 6 قدرت انبساطي سطحي ،Q مقدارماندگي گاز براي سوخت راكتور آماده است . اين معادله براي ميزان درشت نمايي حباب به اندازه 0.1 تا cm2 كه كل محل انتقال شده را مي پوشاند پذيرفتني است كه معمولاً در راكتورهاي هوايي حلقوي مشاهده مي شود. با وجود اين تا به حال نشان داده شده است كه ® طرح VCدر مقابل J يك خط مستقيمي را ارائه مي‌دهد كه نشان دهنده اين است كه مقدار ثابت سرعت
فعل و انفعال رانشي به طور قابل قبولي جريان دو فازي بالا برنده را در راكتورهايي هوايي حلقوي بيروني ارائه مي دهد. در اين پارامتر توزيع 03.1=CO است. VGS مقدار سرعت فعل و انفعال انحرافي حباب ها همانند سرعت فعل و انفعال رانشي در نظر گرفته مي شود. سيگنال[51] مدل يكساني را براي مطالعه جريان تكراري گاز در يك مجراي انشعابي راكتورهاي هوايي حلقوي به كار برد يم و مقا دير 11.1=CO بدست مي آ دي. سرعت فعل و انفعال انحرافي كه آنها به دست آورند مناسب داده هاي آنها براي معادله بود كه برابر با m/s238.0 بود. آن هم چنين ارائه كننده اين بود كه اين مختصرسازي تا زماني كه همانند پيوستگي خطوط مي شود يك عامل مهم در اين فرآيند است. خيلي مهم است كه تفاوت بين مقدار ماندگي گاز براي سوخت راكتور آماده Q و جريان چگالي سازي حجمي (β) تأكيد كنيم كه به اين صورت تعريف مي شود:
مدل سيلاني انباشتي زوبر و فيندلي به ما اين اجازه را مي‌دهد كه اين معادله را بدست آوريم كه ارتباط بين ماندگي گاز سوخت راكتور آماده و β را ثابت مي كند.
CO يك پارامتر توزيعي J سرعت فعل و انفعال سطحي ،VBx سرعت فعل و انفعال گازي نهايي ،β چگالي سازي حجمي و ε نگهدارنده گاز آماده است.
شكل(2-2-1) بازنماي از مرحله ϕ−β را نشان مي‌دهد خط 45 بيان گر اين است كه ϕ=β يك معادله درست تنها براي جريان غير انحرافي جايي كه حجم گاز برابر با حجم مايع است مي باشد چنين موقعيتي مي تواند براي موردهايي از حباب ها خيلي كوچك در جريان مايع نسبتاً سريع مشاهده گردد.
در اين مورد هيچ تأ يثري از فاز 1 بر روي حركت ديگر فازها وجود ندارد. همانطوريكه در تصوير (2-2-1) بيان شد همه نقاط زير خط 45 موقعيت هاي عملكردي را كه در آن مايع توسط گاز رانده مي شود نشان مي دهد.
UG > UL ; ϕ<β (2-2-6)
اين عمل در بالا برنده هاي راكتور هوايي حلقوي اتفاق مي افتد براي همه نقاط بالاي خط برعكس آن درست مي باشد.

قیمت 25 هزار تومان

خرید فایل pdf به همراه فایلword

قیمت:35هزار تومان