با عنوان : مطالعه پدیده کوالسنس در سیستم های پراکنده مایع و مایع بهم خور

در ادامه مطلب می توانید تکه هایی از ابتدای این پایان نامه را بخوانید

و در صورت نیاز به متن کامل آن می توانید از لینک پرداخت و دانلود آنی برای خرید این پایان نامه اقدام نمائید.

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

سمینار برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی شیمی – فرآیند

عنوان:

مطالعه پدیده کوالسنس در سیستم های پراکنده مایع – مایع بهم خور

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی گردد

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)

چکیده:

کوالسنس تأثیر تعیین کننده ای در بسیاری از فرآیندهای صنعتی اعمال می کند. نرخی که در آن قطرات یا حباب ها در مایع معلق شده اند، کوالسنس در تهیه و پایداری، امولوسیون ها، فم ها، پراکنده سازی ها: در استخراج مایع – مایع، در شناور سازی معدنی بسیار مهم می باشد.

معمولا کوالسنس در سه مرحله اتفاق می افتد:

1- نزدیک شدن یک قطره یا حباب به طرف یکدیگر و یا فصل مشترک مایع – مایع.

2- تشکیل فیلم مایع فاز پیوسته بین دو قطره و یا بین قطره و فصل مشترک.

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

3- رقیق شدن و گستختگی فیلم نازک و اتفاق افتادن کوالسنس.

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

مقدمه:

اختلاط دو مایع امتزاج ناپذیر، به گونه ای می باشد که یک مایع در مایع دیگر پراکنده شده و ایجاد قطره می نماید. توزیع اندازه قطرات (که ناشی از دو پدیده مخالف هم یعنی شکسته شدن و درهم ادغام شدن قطرات می باشد) تأثیر مهمی در کارایی بسیاری از فرآیندهای صنعتی از قبیل تولید مواد شیمیایی، معدنی، نفت، مواد داروئی، غذایی و غیره دارد. برای سیستم های پراکنده مایع – مایع که در آنها انتقال جرم یا واکنش شیمیایی انجام می شود، نسبت مساحت سطح به حجم قطرات بایستی در حداکثر ممکن باشد و این یعنی کوچکتر شدن هرچه بیشتر قطرات. اما این امر مسائلی نیز به دنبال دارد مانند افزایش زمان جدائی دو فاز. پس همواره به دنبال یک توزیع اندازه قطره بهینه هستیم و این توزیع بستگی به نرخ کوالسنس و شکسته شدن قطرات و اینکه کدام تعیین کننده باشد دارد.

فصل اول: کلیات

1-1) هدف

همانطور که گفته گردید سیستم های پراکنده تأثیر مهمی در فرایندهای عملیات مهندسی شیمی و واکنش های شیمیایی دارند. در آن واکنش های شیمیایی که سطح مشترک عامل تعیین کننده سرعت می باشد و عملیات های انتقال جرم و حرارت، هرچه قطرات ریزتری داشته باشیم، نرخ انجام فرایند افزایش می یابد. اما این امر مشکلاتی را نیز به همراه دارد و زمان جداسازی فازها ممکن می باشد روزها به گونه بانجامد که هیچگاه مطلوب نمی باشد. همچنین ریزتر کردن قطرات هزینه های عملیاتی را بالا می برد. پس در طراحی های سیستم های پراکنده همواره یک توزیع اندازه قطره بهینه مورد نظر می باشد. این توزیع ممکن می باشد باریک و یا گسترده باشد که مسلما توزیعی مناسب می باشد که دارای کمترین انحراف استاندارد باشد. این توزیع علاوه بر مشخصات فازها (ویسکوزیته، دانسیته، کشش بین سطحی) به ساختار هندسی و دور همزن نیز بستگی دارد که همگی آنها را می توان در نرخ های شکسته شدن و کوالسنس قطرات اختصار نمود.

در طراحی بهینه سیستم های پراکنده در تانک های اختلاط شونده از نوع همزنی بایستی بهره گیری نمود که با مصرف کمترین میزان انرژی، پراکندگی مورد نظر را در سریع ترین زمان ممکن به وجود آورد. همزن توربینی شش تیغه ای (معروف به توربین راشتون) با در نظر داشتن مشخصات پراکنده سازی خوبی که دارد برای این مقصود در محدوده های ویسکوزیته کم و در مطالعات سیستم پراکنده مایع – مایع عموما به کار می رود. اگر مکانیسم تعیین کننده اندازه قطرات مجهول باشد، امکان طراحی مناسب عملیات سخت می گردد و ممکن می باشد مسائل مختلفی به وجود آید، مثلا اصلا به اندازه مطلوب قطره دست نمی یابیم یا اینکه بعد از مدت طولانی این امر حاصل گردد و یا حتی اندازه قطر متوسط مطلوب به دست آمده باشد اما توزیع خیلی گسترده باشد.

انتقال جرم و واکنش های شیمیایی بر نرخ های شکسته شدن و کوالسنس و در نتیجه توزیع اندازه قطرات تاثیر دارد. این امر می تواند به دلیل تغییر مشخصات فیزیکی فازها باشد و یا اینکه جزء سوم دیگر بر رفتار کوالسنس تاثیرات مختلفی داشته باشد. در مطالعات سیستم های پراکنده کوشش می کنند تا آنجا که امکان دارد فازها خالص و عاری از هرگونه ناخالصی باشد تا اثرات پارامترهای سیستماتیک و مکانیک سیالاتی بهتر مشخص گردد.

اگر سیستم ذاتا کوالسنس کننده باشد، یا اینکه درصد حجمی فاز پراکنده بالا باشد و یا انرژی توربلانسی فاز پیوسته برای شکستن قطرات کافی نباشد، دورهای پایین همزن به قطرات بزرگی خواهد گردید. اگر شرایط به گونه ای باشد که نرخ های شکسته شدن و کوالسنس قابل مقایسه باهم باشند، احتمالا خیلی دیر به توزیع مورد نظر دست خواهیم پیدا نمود و اگر طراحی تانک و همزن و شرایط عملیاتی به خوبی صورت نگرفته باشد، توزیع خیلی گسترده ای ممکن می باشد حاصل آید.

در این پروژه هدف دانستن مکانیسم تعیین کننده اندازه قطرات و توزیع اندازه قطرات که تأثیر تعیین کننده در طراحی بهینه تانک های اختلاط شونده دارد، می باشد.

2-1) پیشینه پژوهش

بسیاری از نتایج آزمایشگاهی با تشکیل قطره در یک نازل و سپس رها شدن آن بر روی فصل مشترک مایع – مایع به دست آمد، به طوری که زمان پیوند قطره را بتوان اندازه گیری نمود.

اولین مطالعه دانشگاهی توسط رانولدز (1881) با شاهد پیوند قطرات باران در یک استخر انجام گردید و این مسئله توسط ورسینگتون (1895) و اسملوچوسکی (1971) با عکس برداری که آنها را قادر ساخت تا پدیده های پیچیده ای را نظاره کنند، پیگیری گردید و آنها را به سوی مکانیسم تشکیل قطره کوچک هدایت نمود. یک تعریف اجمالی از زمان پیوند یک قطره در فصل مشترک را از زمان تولید یک قطره در نازل تا رسیدن به نقطه ای که محتویات قطره به داخل فاز همگون منتقل گردد در نظر می گیرند. یک لایه نازک از سیال فاز پیوسته بین قطره و فصل مشترک حائل می گردد، این لایه بایستی قبل از اینکه اقدام گسیخته شدن و سپس انتقال به داخل فاز همگون اتفاق بیافتد، تخلیه گردد و تخلیه این لایه نازک فرایند پیوند قطره را کنترل می کند.

تعداد صفحه : 107

قیمت : شش هزار تومان

 

***

—-

پشتیبانی سایت :        ———-        serderehi@gmail.com