بررسی پارامترهای موثر بر سرعت چرخش مایع در راکتور حبابکار با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی cfd

ستون های دوفازی حباب- مایع (راکتور حبابکار) تجهیزاتی برای انجام فرایندهای انتقال جرم و فرایندهای شیمیایی می باشند . بزرگترین مزیت این راکتورها این است که ضریب انتقال جرم و حرارت در آن ها بسیار بالاست و امتیازاتی چون انعطاف پذیری، سادگی عملیات، و نداشتن قطعات مکانیکی متحرک باعث شده است که مورد توجه بیشتری در صنایع شیمیایی و بیوشیمیایی قرار گیرند. یکی از پارامترهای مهم و تاثیرگذار در عملکرد این برج ها ماندگی گاز می باشد و این پروژه نیز به بررسی پارامترهای موثر بر ماندگی گاز در یک راکتور حبابکار پرداخته است و این بررسی هم از طریق اندازه گیری تجربی و هم به کمک تو انمندیهای قابل اجرا در دینامیک سیالات محاسباتی (cfd) انجام گرفته که تلفیق کارتجربی و نرم افزاری نقطه عطف این پروژه محسوب می شود. مراحل انجام کارآزمایشگاهی شامل کالیبراسیون روتامترهای گازی، محاسبات اندازه گیری قطرحباب، اندازه گیری ماندگی گاز در سیالات نیوتونی و غیرنیوتونی با تغییر سرعت ورودی گاز در محدوده ??6/?تا ?845/?و تغییرخواص فیزیکی سیال مانند تغییر ویسکوزیته که ناشی از تغییر غلظت در محدوده (?-263/5) می باشد. و برای انجام قسمت نرم افزاری از نرم افزار تجاری workbench در رسم هندسه (ناحیه حل) و شبکه بندی آن و از نرم افزار تجاری cfx10 برای حل عددی استفاده شده و تاثیر پارامترهای مختلف بر شرایط هیدرودینامیکی سیستم، نظیر تغییر شرایط مرزی، اثر نیروهای وارد بر سیستم و تغییر خواص فیزیکی سیال بررسی شده و در نهایت یک مدل cfd در سه بعد ارائه شده است. نتایج با داده های تجربی به دست آمده مقایسه شده است که نتایج شبیه سازی، نزدیکی و همخوانی مطلوبی را با نتایج تجربی نشان داده است. سپس سرعت چرخش مایع در سیستم آب-هوا از طریق نرم افزار محاسبه شده و بررسی ها نشان داد که نتایج در مقایسه با روابط تئوری هم پوشانی مناسبی دارد که تائیدی برصحت مدل هیدرودینامیکی استفاده شده برای برج حبابکار می باشد و با استناد به این هم پوشانی مطلوب یک رابطه برای سرعت چرخش سیالات غیرنیوتونی پیشنهاد شده است.