تعیین ضریب انتقال حرارت در مخازن و ستونهای همزده با هوا

فرآیندهای گاز-مایع یا گاز-مایع -جامد بطور گسترده ای در صنایع شیمیایی و فرآیندی بکار برده می شوند. برای مثال جذب گازهای زائد توسط مایع جهت حذف آلودگی های سمی را می توان نام برد. در بیوراکتورها، عمل هوادهی بمنظور تامین اکسیژن مورد مصرف میکروارگانیسم ها جهت کاهش آلودگی های حل شده انجام می گردد. هیدروژناسیون روغن های خوراکی یکی از فرآیندهای سه فازی گاز-مایع-جامد می باشد. دستگاه های بسیاری جهت رفع نیازهای فرآیندهای سه فازی گاز-مایع-جامد می باشد. دستگاه های بسیاری جهت رفع نیازهای فرآیندهای گوناگون تاکنون توسعه یافته اند که می توان از ستون های حباب، تزریق کننده های و نتوری، تزریق کننده های فشار مثبت و تانک های مجهز به بهمزن های مکانیکی و هوایی نام برد. همه دستگاه های فوق بر مبنای نیاز فرآیندی و توجیه پذیری آن مورد استفاده قرار می گیرند. اگر چه روابط بدون بعد انتقال حرارت برای ضریب انتقال حرارت در مخازن مجهز به بهمزن های مکانیکی با و بدون هوادهی ارائه گردیده است اما چون ضریب انتقال حرارت در این روابط تابعی از چندین فاکتور مهم نظیر شکل هندسی سیستم، نوع و سرعت چرخش بهمزن، سرعت و نوع جریان سیال و ... می باشد. لذا تعیین ضریب انتقال حرارت برای سیستم های با مشخصات متفاوت هنوز کاری پیچیده و مشکل می باشد. برای بعضی فرآیندها نظیر شستشوی مخلوط هیدروکربورها با اسید، سیستم های تصفیه فاضلاب کارخانجات صنعتی، و بعضی راکتورهای صنعتی نظیر تخمیر کننده های هوازی از هوا بعنوان تنها عامل اختلاط استفاده شده است. این نوع اختلاط هنوز بطور وسیعی در برنامه های تحقیقاتی و مقالات گنجانده نشده و ناشناخته های زیادی وجود دارند که مطالعه چنین سیستم هایی از انتقال حرارت را موجه می سازند. موضوع اصلی این تحقیق در واقع بررسی چنین سیستم هایی از انتقال حرارت است. در مجموعه حاضر سعی شده است که مبانی نظری و عملی سیستم های همزده با هوا و یا ستونهای حبابی گنجانده شود. در بسیاری از فرآیندهای شیمیایی و بیوشیمیایی، کنترل حرارتی در راکتورهای ستون حبابی مهمترین پارامتر بشمار می رود چون واکنش شیمیایی معمولا با افزودن گرما به مواد اولیه برای واکنش های گرماگیر یا خارج کردن گرما از محیط واکنش برای واکنش های گرمازا انجام می شود. انتقال حرارت درهم از دیواره راکتور و کویل درون آن به مایع، به تفصیل در مقالات آمده است. رژیم جریان درهم در راکتورهای ستون حبابی در مقیاس صنعتی مورد توجه می باشد.