مطالعه تجربی و شبیه سازی عددی اثرات هندسی ناودانی بر راندمان انتقال جرم در راکتورهای دو فازی گاز- مایع به کمک دینامیک سیالاتی محاسباتی

راکتورهای دو فازی در ساده ترین حالت به صورت یک استوانه ی عمودی است، که در داخل آن پر از مایع بوده و فاز گاز از قسمت زیرین توسط یک توزیع کننده وارد راکتور می شود. این راکتورها به دلیل ساختار ساده و بالا بودن میزان انتقال جرم و حرارت به طور گسترده در صنایع شیمیایی، پتروشیمی، متالوژی و بیولوژیکی مورد استفاده قرار می گیرند. در این جا از راکتورهای دو فازی با گردش جریان داخلی برای انجام آزمایش ها استفاده شده است. از محلول سولفیت سدیم برای فاز مایع و از هوا برای فاز گاز استفاده شده است. برای بررسی اثرات هندسی ناودانی بر میزان انتقال جرم از دو ناودانی با قطر 4 و 5 سانتی متر استفاده شده است. برای بررسی انتقال جرم، در اینجا ضریب انتقال جرم حجمی اکسیژن محاسبه شده است. پارامتر ماندگی گاز نیز به دلیل تأثیر بر میزان انتقال جرم بررسی شده است. نتایج آزمایش ها نشان دهنده این است که با افزایش قطر ناودانی انتقال جرم و ماندگی گاز افزایش می یابد. آزمایش ها با تغییر نوع توزیع کننده گاز نیز انجام شده است که نتایج نشان دهنده این است که با افزایش تعداد سوراخ های توزیع کننده انتقال جرم و ماندگی گاز افزایش می یابد. برای بررسی بیشتر، راکتور با دینامیک سیالاتی محاسباتی شبیه سازی شده است. تولید هندسه مدل با نرم افزار gambit 2.3.16 و مدل سازی با نرم افزار fluent 6.3.26 انجام شده است. نتایج شبیه سازی با نتایج آزمایشگاهی تطابق خوبی دارد و حداکثر 10 درصد خطا دارد.