نام پژوهشگر: محمدتقی رستمی

مدل سازی سیستم های واکنشی غیرنیوتنی در راکتور لوله ای و مقایسه آن با داده های آزمایشگاهی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه محقق اردبیلی - دانشکده فنی 1393
  محمدتقی رستمی   کیوان شایسته

در راکتورهای لوله ای معیارها و پارامترهای مختلفی مثل دمای واکنش، غلظت مواد اولیه، طول و شعاع راکتور وجود دارند که بر روی میزان درصد تبدیل، تأثیر می گذارند. یکی از مهم ترین این معیارها، نوع حرکت سیال و توزیع سرعت مواد داخل راکتور است. برای بررسی توزیع سرعت و رفتار سیالات، می توان از مدل های رئولوژیکی مختلفی استفاده کرد که یکی از پراستفاده ترین این مدل ها، مدل توانی است. در این تحقیق به بررسی رئولوژیکی محلول یک راکتور لوله ای که در آن پلیمریزاسیون متیل متاکریلات انجام می شود، پرداخته شده و با انجام برازش منحنی جریان، مقدار پارامتر n مدل توانی محلول داخل راکتور در بازه (0/3492 تا 0/9889) تخمین زده شده و با استفاده از این مقادیر، به مدل سازی راکتور پرداخته شده است. علاوه بر این، تأثیر پارامترهایی از قبیل دمای واکنش، درصد وزنی آغازگر، غلظت مونومر و شعاع راکتور بر روی میزان درصد تبدیل، مورد بررسی قرار گرفته و همچنین کارکرد راکتور موردنظر در سه حالت قالبی، مخلوط شونده و جریان آرام با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج به دست آمده در این تحقیق نشان می دهند که محلول پلی متیل متاکریلات داخل راکتور به صورت شبه پلاستیک بوده و توزیع سرعت محلول، با افزایش درصد تبدیل و حرکت در طول راکتور، از توزیع سهمی شکل شروع شده و به الگوی قالبی نزدیک می شود، ولی هرگز به الگوی قالبی نمی رسد. علاوه بر این، مشاهده می شود که میزان درصد تبدیل با دمای واکنش، درصد وزنی آغازگر و غلظت مونومر، رابطه مستقیم و با اندازه شعاع راکتور نسبت عکس دارد. همچنین با مقایسه راکتور در سه حالت قالبی، مخلوط شونده و جریان آرام، مشخص می شود که درصد تبدیل نهایی راکتور در حالت جریان آرام بین حالت قالبی و مخلوط شونده است و ازآنجایی که درصد تبدیل به دست آمده در حالت قالبی بیشتر از حالت های دیگر است، پیشنهاد می شود که با استفاده از روش ها و ابزارهایی مثل استفاده از مخلوط کن های استاتیکی یا ایجاد یک جریان برگشتی، الگوی حرکت محلول داخل راکتور را به حالت قالبی نزدیک تر کنیم. درنهایت، میزان درصد تبدیل در این مدل سازی برابر 56/47 % به دست آمده که با توجه به نزدیکی این مقدار به مقدار آزمایشگاهی موجود (55/88 %) ، نتیجه می شود که مدل سازی انجام گرفته، مناسب و قابل قبول است.