اثر نوسان توزیع کننده هوا بر ماندگی گاز، انتقال جرم و اندازه حباب در راکتور نوع برج حباب کار

راکتورهای برج حباب کار به طور گسترده به عنوان راکتورهای چند فازی در واکنش های شیمیایی و فرآیندهای تخمیری، تصفیه آب و کشت سلول استفاده می شوند. در راکتورهای دو فازی مایع- گاز انتقال جرم از فاز گاز به فاز مایع مهم ترین هدف فرآیند است. ضریب حجمی انتقال جرم یک پارامتر کلیدی برای شناسایی و طراحی راکتورهای گاز- مایع همزن دار و غیر همزن دار صنعتی است. اندازه حباب شدیداً به خصوصیات هندسی راکتور، شرایط عملیات، خصوصیات فیزیکی دو فاز و نوع توزیع کننده گاز وابسته است. در این تحقیق اثر نوسان توزیع کننده هوا بر ماندگی گاز، ضریب حجمی انتقال جرم و اندازه حباب در سیستم آب و هوا در راکتور مورد بررسی قرار گرفت. ماندگی گاز با استفاده از اندازه گیری اختلاف فشار بین دو نقطه محاسبه شد. اختلاف فشار با استفاده از اختلاف فشارسنج دیجیتالی اندازه گیری شد. ضریب حجمی انتقال جرم به وسیله روش دینامیکی خروج گاز تعیین شد و اندازه گیری حباب با استفاده از روش فتوگرافی انجام شد. عکس ها در سه فاصله مختلف از توزیع کننده گرفته شد. دامنه سرعت ظاهری گاز 003/0-013/0 متر بر ثانیه و دامنه فرکانس نوسان توزیع کننده 88/3-31/10 هرتز بود. نتایج نشان داد که ماندگی گاز و ضریب حجمی انتقال جرم با افزایش سرعت ظاهری گاز افزایش یافتند و حباب های بزرگ تری تولید شد. مشاهده شد که اندازه حباب در قسمت پایین ستون نسبت به قسمت های بالا بزرگ تر است. اثر نوسان توزیع کننده بر ضریب حجمی انتقال جرم تنها در سرعت ظاهری گاز بالا و فرکانس نوسان بالای توزیع کننده نمایان شد. در تمام سطوح سرعت ظاهری گاز، ماندگی گاز با افزایش فرکانس نوسان توزیع کننده تا 36/8 هرتز افزایش یافت. نوسان توزیع کننده اثری بر اندازه حباب نداشت. استفاده از توزیع کننده نوسانی سبب شد حباب هایی با قطر یکسان در راکتور تولید شود و تغییر رژیم جریان از یکنواخت به غیریکنواخت به تاخیر افتد.