لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه
37
برخی از فهرست مطالب
به نام خدا
- جریانهای برخورد کننده
بسیاری از عملیات مهندسی که در بین دو فاز استخراج ناپذیر انجام می شود بوسیلة انتقال جرم یا انتقال حرارت کنترل می شوند، بنابراین همواره کوشش می شود که تا حد امکان چنین مقاومتهایی را کاهش داد.
اولاً فرایندهای انتقال حرارت یا جرم گدر سیستم، گاز-جامد، گاز-مایه، مایع-مایع و جامد-مایع عموماً ممکن است با سه مقاومت سری دئر نظر گرفته شوئند، با فرض یک سیستم قطرة مایع-گاز به عنوان حالت مبنا مشاهده شود. ممکن است برحسب خواص سیستم مقاومت های زیر مؤثر باشند، مقاومت خارجی[1] مقاومت سطح[2]، مقاومت داخلی[3].
مقاومت داخلی را ممکن است با کاهش اندازة ذرة فار پیوسته کاهش داد، اگر این کارها امکان پذیر نباشد باید زمان اقامت ذره را در داخل سیستم افزایش داد. کاهش مقاومت خارجی ممکن است از طریق روشهای زیر میسر گردد.
a- افزایش سرعت حنسبی بین ذرات و فاز پیوسته که با افزایش اصطکاک بین فازها نیز مرتبط است
b- کاهش ابعاد و ذرات که باعث کاهش ضخامت زیر لایة آرام که کنار سطح تشکیل می شود، می گردد. کاهش ایجاد ذراتن باعث افزایش ضرایب انتقال می گردند.
c- توزیع یکنواخت فاز پراکنده درون فاز پیوسته.
d- اعمال تأثیرات دیرگر روی ذرات، مثل نیروهای اینرسی و سانتریفوژی
مقاومت سطح با حذف ناخالصی ها ممکن است به دست آید.
در دهة 60 میلادی روش بسیار ویژه ای بعنوان جریانهای برخورد کننده[4] (IS) توسط [1]Elperin مطرح شد که روش بسیار مؤثری برای فرایندهای انتقال جرم و حرارت محسوب می گردد. انتظار می رود که این سیستم ها بصورت گسترده ای مورد استفاده قرار بگیرند.
این سیستم می تواند برای سیستم های دو زمانه مایع-گاز-جامد بکار برود. در این روش دو جریان در خلاف جهت هم روی یک محور به یکدیگر برخورد می کنند. برای یک جریان نمونة گاز-جامد همانطور که در شکل 1-1 دیده یم شود دو جریان در وسط (ناحیة برخو.رد) به شدت به هم برخورد می کنند، بدلیل برخورد بین جریانهای مخالف، یک ناحیة نسبتاً باریکی یا تلاطم شدید ایجاد می شود، که شرایط بسیار مطلوبی را برای افزایش سرعت انتقال جرم و حرارت بوجود می آورد. علاوه بر این در این ناحیه غلظت (تراکم) ذرات بیشترین مقدار است [2]، و بصورت یکنواخت تا نقطة تزریق کاهش می یابد، این تکنیک در سیستم های گاز-مایع مایع-مایع و جامد-مایع نیز بکار یم رود. با توجه به شکل 1-1
جریان مخالف باعث ورود ذرات به داخل فاز پیوستة مقابل به علت وجود نیروی اینرسی می شود. بعلت نیروی درگ سرعت ذره ها در فاز مخالف کاهش پیدا می کند و در نهایت همراه فاز پیوسته بر می گردد و دوباره به ناحیه برخورد می رسد و این عمل تکرار می گردد.
بطور کلی سه حالت ممکن استن برای ذرات در سیستم پیش بیاید.
اول ممکن است برخی ذرات بصورت رودررو با هم برخورد کنند و در نتیجه سرعت آنها صفر گردد و از سیستم بخاطر نیروی وزن خارج گردند. دوم اینکه گاهی این برخورد با زاویه صورت بگیرد که باعث تغییر مسیر ذره شده و ذره را از سیستم خارج می کند. در حالت سوم ذره بدون برخورد وارد جریان فاز پیوسته مقابل می شود. با توجه به شکل 1-1 ذره در ابتدا هم سرعت فاز گاز می باشد و سرعت آن ug است وقتی که ذره وارد فاز مقابل می شود سرذعت نسبی فاز پیوسته و ذره برابر 2ug می باشد.
1-1 U=ug-(-ug)=2ug
بنابراین سرعت ذره در ابتدای ورود به فاز پیوستة مقابل بیشترین مقدار و برابر 2ug است، با جرکت ذره به عمق فاز پیوستة مقابل به علت نیروی درگ رفته رفته از سرعت ذره کاسته می گردد و سرعت نسبی آن کم می شود.
1-2 U=Up-(-Ug)=Up-+Ug
به اینکه سرعت ذره صفر می گردد و سپس همراه فاز پیوسته بر می گردد و سرعت آن افزایش می یابد، اگرچه در سیستم به علت اتلاف های انرژی سرعت ذره رفته رفته کم می شود، و از سیستم خارج می شود وای آمد و رفت های متوالی ذره در بین دو فاز باعث افزایش زمان اقامت در سیستم می شود تا اینکه ذره به علت اتلاف انرژی و یا حالت اول و دوم از سیستم خارج شود. بنابراین جبرای تعداد ذرات توزیعی از زمان اقامت در سیستم وجود خواهد داشت که بصورت متوسط باعث بهبود عملیات انتقال در سیستم دو فازی می گردد.
- مزایای جریانهای برخورد کننده
- بطور کلی جریانهای برخورد کننده بعلت شرایط ویژه، سرعت نسبی بالای فازها، برخورد و نیروهای برخوردی، افزایش زمان اقامت و تلاطم شدید در ناحیه برخورد باعث بهبود و افزایش پدیده های انتقال در سیستم می شوند.
افزایش سرعت نسبی U بین فازها که جریان پیوسته فاز متقابل
تحقیق و بررسی در مورد جریانهای برخورد کننده