بخشی از پاورپوینت
--- پاورپوینت شامل تصاویر میباشد ----
اسلاید 1 :
1-8 مقدمه
مهمترین واحدهای عملیاتی گاز – مایع عبارتند از تقطیر، جذب، دفع، رطوبت گیری. این واحدهای عملیاتی می توانند توأم با انتقال جرم و حرارت باشند. از طرفی در بعضی گرادیان غلظت و نفوذ در هر دو فاز قرار می گیرد و حداقل یک جزء در دو فاز نفوذ می کند ( مانند جذب جزء خاص از مخلوط گازی توسط حلال مایع ) و در بعضی انتقال جرم در هر دو فاز صورت می گیرد و کلیه اجزاء در هر دو فاز نفوذ می کنند ( مانند تقطیر). لذا پیچیدگی واحدهای فوق از تقطیر تا رطوبت گیری کاهش می یابد.
دستگاههای مختلفی برای تماس هر چه بهتر و انتقال جرم با راندمان بالاتر برای سیستم گاز – مایع استفاده شده اند. از جمله این دستگاهها می توان ظروف مجهز به توزیع کننده گاز ( Sparger)، ظروف مجهز به بهم زدن مکانیکی، شوینده های ونتوری، ستونهای دیواره مرطوب، ستونهای پاشنده، ستونهای سینی دار و ستونهای پر شده را نام برد. در بسیاری از این دستگاهها به منظور بالا بردن سطح تماس بین دو فاز، یکی از فازها به صورت حبابها یا قطرات کروی یا فیلم مایع در تماس با فاز مداوم دیگر قرار می گیرد. سطح تماس و نحوه پراکندگی یک فاز در فاز دیگر (فاز مداوم) از پارامترهای مهم در طراحی هستند.
اسلاید 2 :
ظروف مجهز به توزیع کننده گاز
ظروف مجهز به Spargerها برای سیستم های گاز – مایع بدون واکنش شیمیایی و یا به همراه واکنش شیمیایی استفاده شده اند
Spargerها (توزیع کننده حبابها) وسایلی هستند که با استفاده از آنها می توان حبابهای گازی را در یک سیال مایع (فاز مداوم) ایجاد نمود.
گاهی این توزیع کننده ها از لوله های ساده تشکیل شده اند.
و گاهی توزیع کننده هایی طراحی شده اند که از سوراخهای تعبیه شده در توزیع کننده، حبابهای گازی ایجاد می شود.
قطر سوراخها معمولاً 3 – 5/1 میلیمتر و فاصله آنها حداقل سه برابر قطر حباب تولیدی توصیه شده است.
توزیع کننده های گاز خود نقش بهم زننده و ایجاد تلاطم درون ظرف را نیز دارند.
اسلاید 3 :
انتقال جرم در ظروف مجهز به Sparger
در این گونه ظروف و در تماس دو فاز گاز – مایع معمولاً بیشترین مقاومت در مقابل انتقال جرم در فیلم فاز مایع و در اطراف حباب قرار می گیرد و از مقاومت درون فاز گاز (به لحاظ ویسکوزیته کم و وجود چرخش های درونی بالا بخصوص در حبابهای متوسط و بزرگ) صرف نظر می شود. تماس دو فاز در اینگونه ظروف به صورت مداوم یا پیوسته، نیمه پیوسته و ناپیوسته امکان پذیر است.
اسلاید 4 :
روابط زیادی برای دستیابی به ضرایب انتقال جرم فیلم مایع (در اطراف حباب کروی) در چنین سیستمهایی ارائه شده است که از آن جمله به رابطه زیر می توان اشاره نمود.
که در این رابطه:
اسلاید 5 :
یک حباب
مجموعه حبابها
اسلاید 6 :
پس از انتگرال گیری از رابطه ( 7-26 ) خواهیم داشت :
اسلاید 7 :
یا این شرط که در x=0 و =0 می باشد:
با قرار دادن توزیع سرعت ( 7-24 ) و توزیع دما ( 7-21 ) در معادله انتگرالی انرژی ( 7- 8 ) و یک سری
عملیات و ساده سازی رابطه زیر به دست می آید.
اسلاید 8 :
با استفاده از رابطه ( 7-29 ) ضخامت لایه مرزی حرارتی به صورت زیر در خواهد آمد :
از طرف دیگر با توجه به رابطه زیر ضریب انتقال حرارت ( 7-18 ) داریم :
با وارد نمودن از رابطه ( 7-31 ) در رابطه ( 7-32 ) ، عدد ناسلت موضعی پیدا می شود.
اسلاید 9 :
پاسخ حل تقریبی ، نزدیک به حل دقیق این مسأله که توسط فارسن بدست آمده ، می باشد.
رابطه های ( 7-33 ) . ( 7-34 ) برای محدوده پتانسیل که شامل بیشتر گازها و مایعات است و به کارگرفته می شود. برای عدد پرانتل خیلی بزرگ ( مانند روغن) حل دقیق را پل هاوسن به صورت رابطه زیر به دست آورده است:
اسلاید 10 :
سه رابطه ( 7-33 )و ( 7-34 ) و ( 7-35 ) ضریب انتقال حرارت جابجایی را در هر نقطه از x به ما می دهد. برای به دست آوردن مقدار متوسط ضریب جابجایی از ابتدای صفحه تا انتهای آن به طریق زیر عمل می کنیم.
بنابراین عدد ناسلت متوسط برای جریان آرام روی صفحه تخت عبارت خواهد بود از :
