بررسی هیدرودینامیک و انتقال جرم راکتور هواخیز با استفاده از آنالیز cfd

راکتورها ی هواخیز در صنعت به خصوص برای تولید برخی ترکیبات مانند اسیدهای ارگانیک،گلایکول ها ،الکل هاو پارافین ها کاربرد فراوان دارند. به علت توانایی این راکتورها در ایجاد اختلاط و سرعت چرخش بالا همچنین در تصفیه پساب ها، تولید مواد شیمیایی، فرآیند لیچینگ نیز استفاده می شوند. بسیاری از فرآیندهای بیولوژیکی مانند نیتروژن زدایی به مقادیر زیاد اکسیژن نیاز دارند. بنابراین انتقال اکسیژن پارامتر مهمی در فعالیت متابولیک و بازدهی کلی فرآیند است. این تحقیق شامل دو بخش است.مرحله ی اول ساخت راکتور هواخیز و انجام آزمایش بر روی آن و مرحله ی دوم شبیه سازی سه بعدی این راکتور. در قسمت آزمایش ها به بررسی میزان انتقال اکسیژن از هوا به آب پرداخته شده است.انتقال جرم در راکتورهای چندفازی به عملکرد هیدرودینامیکی قسمت های مختلف راکتور وابسته است .هیدرودینامیک به اثر متقابل شرایط عملیاتی ، هندسه راکتور و خواص فیزیکی- شیمیایی فازها مرتبط است.پارامترهای مهم هیدرودینامیکی در راکتورهای هواخیز کسر حجمی گاز و سرعت گردش مایع است. آزمایشها بر روی راکتور هواخیزی به ارتفاع 2 متر، قطر ناودانی 15 سانتی متر و قطر بالابرنده 10 سانتی مترصورت گرفت.در تمام آزمایش ها ارتفاع اولیه مایع 110 سانتی متر بوده است و از سیستم آب- هوا برای این راکتور استفاده شده است. در مرحله ی دوم این راکتور به صورت سه بعدی در نرم افزار ansys.cfx 11 شبیه سازی شد.و در محدوده سرعت گاز ورودی 0/00173-m/sec 0/018 ، مقادیر پارامترهای هیدرودینامیکی و انتقال جرم در تمام قسمت های راکتور بدست آمد. در این شبیه سازی علاوه بر نظریه هیگبی از نظریه های دیگری برای پیش بینی ضریب انتقال جرم حجمی مایع استفاده گردید. در نهایت مقادیر حاصل از شبیه سازی با داده های آزمایشگاهی مقایسه شد که در مورد پارامترهای هیدرودینامیکی به طور متوسط اختلاف 20 درصدی بین نتایج مشاهده شد.